ورود ثبت

وارد حساب کاربری خود شوید

نام کاربری *
رمز عبور *
مرا به خاطر بسپار

ایجاد یک حساب کاربری

تکمیل کردن تمام فیلدهای مشخص شده با (*) لازم است.
نام *
نام کاربری *
رمز عبور *
تایید رمز عبور *
ایمیل *
تایید ایمیل *
کد امنیتی *

دانلود کتاب

  

  

دانلود رایگان کتاب با لینک مستقیم

 کتاب، مقاله و مطلب خود را در 30000 عنوان کتاب، مقاله، مجله و ... سایت روبوک جستجو و با لینک مستقیم دانلود نمایید.

با توجه به بالا بودن تعداد کتاب ها، اگر موفق به پیدا کردن کتاب خود نشدید، لطفا در جستجو جزییات بیشتری را بنویسید.

  

  

سفارش ترجمه و تایپ

سفارش ترجمه و تایپ

شنبه, 26 مهر 1393 ساعت 01:22

فیزیک هالیدی Fundamentals Of Physics

نوشته شده توسط 
این مورد را ارزیابی کنید
(7 رای‌ها)
فیزیک هالیدی Fundamentals Of Physics - 5.0 out of 5 based on 7 votes

 مجموعه آموزش فیزیک هالیدی جلداول Fundamentals Of Physics

کتاب فیزیک هالیدی به عنوان یکی از مهمترین دروس پایه مشترک بین دروس فنی و مهندسی و علوم پایه است و از این لحاظ برای بسیاری از رشته ها مفید و حائز اهمیت است .
مجموعه پیش رو یکی از کامل ترین مجموعه های فیزیک هالیدی می باشد . چرا که در این مجموعه نسخه آخر کتاب فیزیک هالیدی به همره حل المسائل آن آورده شده است . همچنین ترجمه فارسی کتاب فیزیک هالیدی به همراه جزوه خلاصه شده  نیز ضمیمه این مجموعه گردیده است

فهرست مطالب ترجمه مجموعه آموزش فیزیک هالیدی:

• مبانی و اصول اولیه
•كمیت و انواع آن
•یكاهای اندازه گیری
•كمیت های اصلی و فرعی
•تحلیل ابعادی
•نمایش اعداد
•تقریب
•اندازه گیری
•وسایل اندازه گیری
•روشهای اندازه گیری
•تخمین و برآورد
•خطاهای اندازه گیری
•گزارش علمی یك نتیجه
•حساب برداری
•كمیت های نرده ای و برداری
•بردارها در فضای 2 بعدی
•بردار مكان
•مختصات قطبی
•عملیات روی بردارها
•ضرب عدد در بردار ، بردار یكه
•جمع دو بردار
•ضرب داخلی
•بردار ها در فضای 3 بعدی
•بردار مكان
•ضرب خارجی در فضای 3 بعدی
•دستگاه مختصات كروی
•دستگاه مختصات استوانه ای
•بردار های یكه در دستگاه های مختلف
•عملیات های چندگانه
•حساب دیفرانسیل و انتگرال
•حساب تك متغیره
•تابع
•حد
•مشتق
•قواعد مشتق گیری
•كاربردهایی از مشتق
•انتگرال
•روشهای انتگرال گیری
•كاربردهای انتگرال
•حساب چند متغیره
•میدانهای اسكالر و برداری
•مشتقهای پاره ای و قضایا
•انتگرالهای چندگانه
•مشتقها و نتگرال های مختلف میدان ها
•گرادیان ( مشتق جهت دار )
•آنالیز برداری
•دیورژانس و لاپلاسین و قضیه آن
•كرل و قضیه استوكس
•چند اتحاد
•دستگاه كروی
•دستگاه استوانه ای
•مقاطع مخروطی
•اعداد مختلط
•معادلات دیفرانسیل پر كاربرد
•مقدمه
•معادلات دیفرانسیل مرتبه اول
•معادلات خطی با ضرایب ثابت
•سینماتیك
•بردار مكان ، سرعت و شتاب
•حركت های 2 بعدی
•مختصات دكارتی
•مختصات قطبی
•مختصات قائم ، مماس
•حركت های 3 بعدی
•مختصات دكارتی
•مختصات كروی
•مختصات استوانه ای
•دینامیك
•مقدمه
•قانون اول نیوتن
•دستگاه مرجع لخت
•دستگاه مرجع غیر لخت
•اصل نسبیت گالیله
•نقض نسبیت گالیله ( نسبیت انشتین )
•نیرو چیست
•رابطه نیرو و شتاب
•جرم جسم
•قانون دوم نیوتن به زبان نیرو
•انواع نیرو در طبیعت
•نیروهایی كه در طبیعت با آنها سر و كار داریم
•نیروی وزن
•نیروی اصطكاك
•نیروی كشسانی
•نیروی ارشمیدس
•نیروی مقاومت محیط
•كاربرد قانون دوم نیوتن و روش حل مسئله
•نیروهای مجازی
•قانون سوم نیوتن و كاربرد آن
•حركت اجرام آسمانی
•قانون جاذبه عمومی
•تائید آزمایشگاهی قانون گرانش
•میدان گرانش نزدیك زمین
•حركت ماهواره ها
•حركت ماه
•قانون كپلر
•دینامیك دورانی
•انرژی جنبشی ناشی از حركت دورانی
•لختی دورانی و محاسبه آن
•گشتاور نیرو و معادله گشتاور
•دینامیك دورانی اجسام صلب
•تركیب حركت دورانی و انتقالی
•تكانه زوایه ای
•تكانه زاویه ای ذره
•تكانه زاویه ای سیستم ذرات
•تكانه زاویه ای و گشتاور
•پایستگی تكانه زاویه ای
•فرفره
•انداره حركت
•مفهوم اندازه حركت
•قانون دوم نیوتن به زبان اندازه حركت
•اندازه حركت یك مجموعه ذرات
•قانون بقای اندازه حركت
•مركز جرم
•سیستمهای جرم متغیر
•مفهوم ضربه
•برخورد كشسان و غیركشسان
•استاتیك ، گشتاور ، تعادل
•نعادل
•تعادل نیروها
•گشتاور
•تعادل گشتاور
•مركز جرم و مركز ثقل
•انواع تعادل
•تعادل پایدار
•تعادل ناپایدار
•تعادل بی تفاوت
•كار و انرژی
•مفهوم كار - قضیه كار و انرژی
•انرژی
•انواع انرژی
•انرژی پتانسیل و بقای انرژی
•رابطه انرژی پتانسیل و نیرو
•پتانسیل هایی كه می شناسیم
•انرژی پتانسیل كشسانی
•انرژی پتانسیل گرانشی
•انرژی پتانسیل الكتریكی
•كاربرد قانون بقای انرژی
•توان و بازده
•انواع مواد و خواص آنها
•مقدمه
•جامدات
•جامدات بلورین
•جامدات بی شكل
•ذوب و انجماد
•گرمای نهان ذوب
•چگالی
•چگالی مخلوط ها و آلیاژها
•كشسانی جامدات
•كشیدگی
•برشی
•خمشی
•پیچشی
•مایعات
•خواص عمومی مایعات
•فشار چیست
•فشار در مایعات
•اندازه گیری فشار
•اصل پاسكال
•لوله های مرتبط
•ارشمیدس و چند مسئله
•غوطه وری - شناوری
•كشش سطحی
•سطح آزاد مایعات
•قانون برنولی
•تبخیر
•گرمای نهان تبخیر
•گازها
•تعاریف اولیه
•فشار گازها
•قانون شارل - گیلوساك
•قانون بویل - ماریوت
•قانون عمومی گازها
•بخار اشباع و غیر اشباع
•بستگی فشار بخار به دما
•جوشیدن
•گرمای نهان تبخیر
•گرما و دما
•تعریف گرما و دما
•روش های دماسنجی
•اثر گرما روی مواد
•انبساط گرمایی جامدات و مایعات
•انبساط طولی و سطحی
•انبساط حجمی
•تغییر دما و حالت مواد
•ظرفیت گرمایی و گرمای ویژه
•گرمای نهان و گرما سنجی
•انتقال گرما
•همرفت
•رسانش
•تابش ( جسم سیاه
•ترمودینامیك
•مقدمه
•مفاهیم اولیه
•معادلات حالت
•كار
•نمودار P - V
•گرما
•قانون اول ترمودینامیك
•گاز كامل
•قانون دوم ترمودینامیك
•یخچال
•ماشینهای گرمایی
•الكتریسیته ساكن
•منشا و خواص بار الكتریكی
•رسانا ، نا رسانا ، نیم رسانا
•القای الكتریسیته ساكن
•قانون كولن
•مجموع بار گسسته
•مجموع بار پیوسته
•میدان الكتریكی
•میدان درون رسانا
•رفتار رسانا در برار میدان الكتریكی
•شار الكتریكی
•تقارن
•قانون گاوس
•حل مساله با قانون گاوس
•پتانسیل الكترواستاتیكی
•سطوح هم پتانسیل
•بار تصویری
•انرژی پتانسیل الكتریكی
•انرژی الكتریكی یك مجموعه
•خازن
•تعریف ها
•ظرفیت خازن
•انرژی درون خازن
•دی الكتریك
•جریان الكتریكی
•تعریف جریان الكتریكی
•مقاومت و مقاومت ویژه
•قانون اهم - توان الكتریكی
•مقاومت در مدار
•قوانین كیرشهف
•باتری ایده آل و واقعی
•آمپر سنج - ولت سنج
•گیت های منطقی
•دیودها
•گیت AND
•گیت OR
•گیت های دیگر
•مدارهای RC
•توان الكتریكی
•مغناطیس
•مقدمه
•میدان مغناطیسی
•خواص خطوط میدان مغناطیسی
•نیروی وارد بر جریان الكتریكی از طرف میدان
•نیروی وارد بر ذره باردار
•سیلكترون
•اثر هال
•تولید میدان مغناطیسی
•قانون بیو ساوار
•تقارن ها
•قانون آمپر
•چند حالت معروف
•انواع مواد مغناطیسی
•نسبیت و مغناطیس
•قانون القای فارادی
•خود القایی
•مدارهای دارای L

فهرست مطالب  مجموعه آموزش فیزیک هالیدی به زبان اصلی :

  •    Physics and Measurements
  •    Motion in One Dimension
  •   Vectors
  •    Motion in Two Dimensions
  •   The Laws of Motion
  • Circular Motion and Other Applications of Newton’s Laws
  • Work and Kinetic Energy   
  • Potential Energy and Conservation of Energy
  •    Linear Momentum and Collisions
  •    Rotation of a Rigid Object About a Fixed Axis
  •     Rolling Motion and Angular Momentum
  •    Static Equilibrium and Elasticity
  •    Oscillatory Motion
  •     The Law of Gravity
  •     Fluid Mechanics

دراین بخش فایل های مجموعه آموزش فیزیک هالیدی  برای شما عزیزان قرار گرفت

  1. فایل ترجمه  مجموعه آموزش فیزیک هالیدی در 358 صفحه
  2. فایل  مجموعه آموزش فیزیک هالیدی به زبان اصلی در 4132 صفحه
  3. فایل تمرینات وحل مسائل مجموعه آموزش فیزیک هالیدی در  صفحه1335
  4. فایل جزوه  مجموعه آموزش فیزیک هالیدی در 52صفحه

از این به بعد فايل هايي که براي دانلود قرار می گیرند چندين بار قبل و بعد از قرار گرفتن بر روي سرور توسط تیم پوپول تست می گردد در نتيجه فايل ها کاملآ سالم هستند اما در برخي مواقع به دليل هاي مختلف فايل ها دچار مشکل مي شوند بدين صورت که پس از دانلود و استخراج فايل ها از   سوي نرم افزار Winrar با اخطار CRC رو به رو ميشوند. اما جاي نگراني نيست چون فايل ها به گونه اي فشرده شده اند که داراي قابليت بازيابي هستند. به همين منظور کافيست که فايل معيوب را با استفاده از نرم افزار Winrar اجرا کنيد و سپس با انتخاب گزينه Repair اقدام به تعمير فايل فشرده نماييد.

 تمامی فایل ها قابلیت ریکاوری تا 5% را دارند.

لینک دانلود مستقیم کتاب به زبان اصلی 

رمز فایل: www.pupuol.com

 حجم فایل:  12.0مگابایت 

 

لینک دانلود مستقیم  ترجمه  کتاب

حجم فایل: 15.0 مگابایت  

لینک دانلود مستقیم حل تمرینات

حجم فایل:23.7مگابایت 

لینک دانلود مستقیم  فایل جزوه

حجم فایل:1.6مگابایت

 برای توضیح کامل مطلب ولینک دانلود مجموعه آموزش فیزیک هالیدی  لطفا  بر روی ادامه مطلب  کلیک نمایید تا به ادامه مطالب بروید

لطفا درخواست ها، نظرها و انتقاد خود را برای پیشرفت هرچه سریعتر  ما ارسال فرمایید.

کتاب فیزیک هالیدی به عنوان یکی از مهمترین دروس پایه مشترک بین دروس فنی و مهندسی و علوم پایه است و از این لحاظ برای بسیاری از رشته ها مفید و حائز اهمیت است .
مجموعه پیش رو یکی از کامل ترین مجموعه های فیزیک هالیدی می باشد . چرا که در این مجموعه نسخه آخر کتاب فیزیک هالیدی به همره حل المسائل آن آورده شده است . همچنین ترجمه فارسی کتاب فیزیک هالیدی به همراه جزوه خلاصه شده  نیز ضمیمه این مجموعه گردیده است

فیزیک  φύσις طبیعت و φυσικῆدانش طبیعت

فیزیک علم مطالعه خواص طبیعت است این علم را عموما علم ماده(Matter) و حرکت و رفتار آن در فضا و زمان با در نظر گرفتن مفاهیمی همچون انرژی، اندازه حرکت، نیرو و بسیاری از عوامل دیگر می‌دانند که این ماده(Matter) می تواند از ذرات زیر اتمی گرفته تا کهکشان‌ها و اجرام بسیار بزرگ آسمانی باشد. این علم از مفاهیمی مانند انرژی، نیرو، جرم، بار الکتریکی،جریان الکتریکی،میدان الکتریکی،الکترومغناطیس، فضا، زمان، اتم، نورشناسی استفاده می‌کند. اگر بطور وسیع تر سخن بگوییم، هدف اصلی علم فیزیک بررسی و تحلیل طبیعت است و همواره این علم در پی آن است که رفتار طبیعت را در شرایط گوناگون درک و پیش بینی کند.

فیزیک یکی از قدیمی ترین رشته‌های دانشگاهی است و شاید قدیمی ترین مبحث آن را بتوان نجوم و اخترشناسی نامید. مدارکی وجود دارد که نشان می‌دهد هزاران سال پیش از میلاد مسیح، اقوامی همچون سامری‌ها و همچنین اقوامی در مصر باستان و اطراف ایندوس، تحقیقات و درک اندکی از حرکت خورشید، ماه و ستارگان داشته‌اند.

فیزیک از واژه یونانی physikos به معنی طبیعی و physis به معنی طبیعت گرفته شده است. پس فیزیک علم طبیعت است به عبارتی در عرصه علم پدیده های طبیعی را بررسی می کند.

علم فیزیک علم فیزیک رفتار و اثر متقابل ماده و نیرو را مطالعه می کند.مفاهیم بنیادی پدیده های طبیعی تحت عنوان قوانین فیزیک مطرح می شوند.این قوانین به توسط علوم ریاضی فرمول بندی می شوند به طوریکه قوانین فیزیک و روابط ریاضی با هم در توافق بوده و مکمل هم هستند.و دو تایی قادرند کلیه پدیده های فیزیکی را توصیف نمایند
از دوران باستان، انسان‌ها سعی می‌کردند که رفتار طبیعت را درک و پیش بینی کنند. در ابتدا این گونه پرسش‌ها در مورد طبیعت و رفتار آن، در قلمرو فلسفه دسته بندی می‌شد. به همین دلیل است که در نوشته‌های فیلسوفان باستان همچون ارسطو ،افلاطون و بطلمیوس و... نوشته‌های بسیاری در مورد رفتارهای طبیعت، مخصوصا حرکت ستارگان و خورشید می‌بینیم. در بعضی از این نوشته‌ها، مواردی وجود داشت که بررسی پدیده‌های آسمانی را با افسانه‌ها و اعتقادات مردمان آن دوره از تاریخ، آمیخته می‌کرد و علی رغم پیش بینی‌های درست، نمی‌توانست باعث متقاعد شدن آیندگان شود.

البته در این دوران فیلسوفانی همچون تالس هم بودند که تمامی تلاش خود را برای دور ماندن از دلایل ماورالطبیعه می‌کردند. به خاطر همین تلاش‌ها در بسیاری از منابع تاریخی به تالس لقب نخستین چهره علم را داده‌اند. یکی کارهای مهم وی در حوزه ستاره شناسی، پیش بینی خورشیدگرفتگی در سال ۵۸۵ قبل از میلاد مسیح است.

آیزاک نیوتن ۱۶۴۳–۱۷۲۷
از همین دوره بود که شاخه‌ای از فلسفه جدا شد که نام آن را فلسفه طبیعی نهادند و سالیان طولانی ادامه یافت. تا حدودا در قرن هفدهم میلادی که دوباره با حضور چهره‌های بزرگ و برجسته‌ای همچون آیزاک نیوتن و گوتفرید لایبنیتس می‌رفت که دوباره تحولی عظیم در علم و نحوه نگرش به آن مخصوصا در ریاضیات و فیزیک ایجاد شود.

 با چاپ شدن کتاب نیوتن در سال ۱۶۸۷ با نام
THE PRINCIPIA- Mathematical Principles of Natural Philosophy
همانطور که پیداست همچنان از عبارت فلسفه طبیعی در عنوان آن استفاده شده تقریبا این نوع نگرش به فیزیک و ریاضیات به پایان راه خود رسید و نیوتن و همکاران وی در قرن هفدهم میلادی، نحوه نگرشی نو به طبیعت را بنیان گذاری کردند که امروزه به فیزیک کلاسیک معروف است. البته ذکر این نکته الزامی است که این جنبش، قبل از قرن هفدهم، با تلاش دانشمندانی چون گالیلئو گالیله، نیکلاس کوپرنیک و یوهان کپلر آغاز شده بود و در زمان نیوتن به اوج خود رسید.

پس از قرن هفدهم، فیزیک و ریاضیات با سرعت قابل توجهی توسعه یافتند و دانشمندان زیادی در شاخه‌های مختلف این دو علم، توانستند پاسخ بسیاری از پرسش‌های خود را بیابند. این روند تا قرن نوزدهم ادامه داشت. جامعه فیزیکدانان در قرن نوزدهم، عموما گمان می‌کردند که با کشفیات جیمز کلرک ماکسول در حوزه الکترومغناطیس و معادله بندی چگونگی ایجاد شدن میدان الکتریکی و مغناطیسی، توسط بارها و جریان‌های الکتریکی، فیزیک به نقطه تکامل خود رسیده و دیگر هیچ پدیده طبیعی وجود ندارد که نتوانند آن را توجیه و پیش بینی کنند.

 

اما در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم بود که پدیده‌هایی توسط برخی از فیزیک دانان مشاهده شد که با علم فیزیک آن زمان قابل توضیح نبود و یا اگر توضیحی ارائه می‌شد، در آن تناقض‌هایی وجود داشت

در این زمان بود که فیزیک دانان تقریبا به دو دسته تقسیم شدند.

دسته‌ای سردمدار پایه گذاری فیزیکی جدید که در آن اشکالات و کاستی‌های فیزیک کلاسیک جبران شده باشد، بودند و دسته‌ای سر سختانه در مقابل هر گونه تغییر مقاومت می‌کردند و می‌کوشیدند که پدیده‌های جدید را با همان فیزیک کلاسیک (یا نیوتنی) توضیح دهند.

سر انجام ماکس پلانک بر پایه تلاش‌های دانشمندان قبل خود همچون رابرت هوک، کریستیان هویگنس، توماس یانگ و لئونارد اویلر توانست نظریه مکانیک کوانتومی را ارائه دهد و همین طور آلبرت اینشتین توانست نظریه نسبیت را ارائه و با موفقیت از آن دفاع کند.
در همین سال‌ها بود که فیزیک دانان پذیرفتند، با وجود اینکه فیزیک کلاسیک در حوزه مورد بحث خود (که عموما پدیده‌هایی آزمایش پذیر بودند)خالی از هرگونه خطا است، امــــا نیاز به ایجاد شاخه‌ای جدید در علم فیزیک با نام فیزیک نوین است. پس از آلبرت اینشتین، تئوری مکانیک کوانتومی و همچنین فیزیک اتمی با تلاش دانشمندان بزرگی چون ورنر کارل هایزنبرگ، اروین شرودینگر، ولفگانگ پائولی و پل دیراک هر روز کامل تر شد و این تکامل روز افزون علم فیزیک، تا به امروز در ده‌ها گرایش و شاخه ادامه دارد.

از روزگاران باستان مردم سعی می کردند رفتار ماده را بفهمند. و بدانند که چرا مواد مختلف خواص متفاوت دارند؟ چرا برخی مواد سنگینترند؟ و… همچنین جهان ، تشکیل زمین و رفتار اجرام آسمانی مانند ماه و خورشید برای همه معما بود. قبل از ارسطو تحقیقاتی که مربوط به فیزیک می شد ، بیشتر در زمینه نجوم صورت می گرفت. علت آن در این بود که لااقل بعضی از مسائل نجوم معین و محدود بود و به آسانی امکان داشت که آنها را از مسائل فیزیک جدا کنند. در برابر سوالاتی که پیش می آمد گاه خرافاتی درست می کردند، گاه تئوریهایی پیشنهاد می شد که بیشتر آنها نادرست بود.

این تئوریها اغلب برگرفته ازعبارتهای فلسفی بودند و هرگز بوسیله تجربه و آزمایش تحقیق نمی شدند. و بعضی مواقع نیز جوابهایی داده می شد که لااقل بصورت اجمالی و با تقریب کافی بنظر می رسید

در آن زمان جهان به دو قسمت تقسیم می شد

  •  جهان تحت فلک قمر
  •  و مابقی جهان

 مسائل فیزیکی اغلب مربوط به جهان زیر ماه بود و مسائل نجومی مربوط به ماه و آن طرف ماه نیز فیزیک ارسطو یا بطور صحیح تر  فیزیک مشائی بود که در چند کتاب مانند

  •   فیزیک
  •  آسمان
  •  آثار جوی
  •  مکانیک کون و فساد
  • حتی مابعدالطبیعه

 دیده می شد
در قرن 17 ، گالیله برای اولین باربه منظور قانونی کردن تئوریهای فیزیک ، از آزمایش استفاده کرد. او تئوریها را فرمولبندی کرد و چندین نتیجه از دینامیک و اینرسی را با موفقیت آزمایش کرد. پس از گالیله ، اسحاق نیوتن ، قوانین معروف خود، قوانین حرکت نیوتن را ارائه کرد که به خوبی با تجربه سازگار بودند. بدین ترتیب فیزیک جایگاه علمی و عملی خود را یافت و روزبه روز پیشرفت کرد، مباحث آن گسترده تر شد، تا آنجا که قوانین آن از ریزترین ابعاد اتمی تا وسیعترین ابعاد نجومی را شامل می شود. اکنون فیزیک مانند زنجیری محکم با بقیه علوم مرتبط است و هنوز هم به سرعت در حال گسترش و پیشرفت می باشد.
نقش فیزیک در زندگی هر فرد بزرگ یا کوچک، درس خوانده یا بیسواد ، شاغل یا بیکار خواه ناخواه با فیزیک زندگی می کند. عمل دیدن و شنیدن ، عکس العمل در برابراتفاقات ، حفظ تعادل در راه رفتن و… نمونه هایی از امور عادی ولی در عین حال وابسته به فیزیک می باشند. پدیده های جالب طبیعی نظیر رنگین کمان ، سراب ، رعد و برق ، گرفتگی ماه و خورشید و… همه با فیزیک توجیه می شوند. برنامه های رادیو ، تلویزیون ، ماهواره ، اینترنت ، تلفن و… با کمک فیزیک مخابره می شوند.

با این نمونه های ساده ، می توان تصور کرد که اگر فیزیک نبود و اگر روزی قوانین فیزیک بر جهان حاکم نباشند، زندگی و ارتباطات مردم شدیدا دچار مشکل می شود.

فیزیک و سایر علوم فیزیک، دینامیک و ساختار درونی اتم ها را توصیف می کند. و از آنجا که همه مواد شامل اتم هستند، پس هر علمی که در ارتباط با ماده باشد، با فیزیک نیز مرتبط خواهد بود. علومی نظیر: شیمی ، زیست شناسی ، زمین شناسی ، پزشکی ، دندانپزشکی ، داروسازی ، دامپزشکی ، فیزیولوژی ، رادیولوژی ، مهندسی مکانیک ، برق ، الکترونیک ، مهندسی معدن ، معماری ، کشاورزی و … . فیزیک درصنعت ، معدن ، دریانوردی ، هوانوردی و… نیزکاربرد فراوان دارد
اینکه ابزار کار هر شغلی و هر علمی مبتنی براستفاده ازقوانین و مواد فیزیکی است، نقش اساسی فیزیک درسایر علوم و رشته ها را نمایان می کند. علاوه برآن استفاده روزافزون از اشعه لیزر در جراحی ها و دندانپزشکی، رادیوگرافی با اشعه ایکس در رادیولوژی ، جوشکاری صنعتی و… نمونه هایی از کاربردهای بیشمار فیزیک در علوم دیگرمی باشند

فیزیک و آینده با این روند رو به رشدی که علم فیزیک در کنار سایر علوم دارد، می توان امیدوار بود که در آینده به چراها و چگونگی های عالم طبیعت پاسخ داده شود و این دنیای فیزیک سکوی پرتاب به عالم متا فیزیک باشد. در آينده شايد رسیدن به سرعت نور و فراتر از آن را مقدور باشد. در آينده شايد بتوان مثالهای عجیب نسبیت را عملی کند معمای مثلث برمودا را حل کند واقعیت یوفوها( بشقاب پرنده ها) را مشخص کند. به راز وجود یا عدم وجود هوش فرا زمینی واقف شود

كشفيات وابسته به فيزيك
اعراب مصريان و ديگران نظام عدد نويسي كنوني  هندسه مقدماتي و رياضيات مقدماتي را ابداع مي كنند

قبل از ميلاد
 525 فيثاغورث
 با ابداع آميزه اي از رياضيات و عرفان از افسانه رويگردان شده به اعداد كه آنها را منبع حقيقت مي داند روي مي آورد.
340 ارسطو
 مجادله مي كند كه زمين به جاي يك فلات مسطح يك كره گرد است.
295 اقليدس
كتاب خود عناصر را منتشر و دانش هندسه را منظم و مرتب مي كن
260 اريستار كوس ساموسي

اصل گردش زمين به گرد خورشيد و عالمي بسيار پهناور را پيش مي كشد.
240 ارشميدس
 مكانيك كلاسيك و دانش فيزيك مقدماتي را پي ريزي و مدون مي كند.
200 اراتوستنس
 روش اندازه گيري محيط زمين را به دست مي دهد.
100 كلاديوس پتالومي ( بطلميوس)
مدل پيچيده زمين مركزي جهان را مي سازد كه تا 1400 سال بعد اساس دانش نجوم باقي مي ماند


بعد از ميلاد
1515 لئوناردو داوينچي : در زمينه هاي مكانيك – هيدروليك و آيرو ديناميك مشاهدات و برداشت هاي مهمي مي كند.
1543 نيكلاس كپرنيك : كتاب ( درباره گردش سيارات) را منتشر و اصل خورشيد مركزي جهان را مطرح مي كند.
1572 تيكوبراهه : يك نوا (ستاره جديد = Nova ) مشاهده مي كند كه گواهي بر متغير بودن جهان مي شود.
1610 گاليلئو گاليله : براي نخستين بار آسمان شب را از درون يك دوربين نجومي تلسكوپ مي بيند و كشفياتي را اعلام ميكند كه مويد صحت نظريه كيهاني كپرنيك است.

1619 يوهان كپلر : ثابت مي كند كه مسير حركت سيارات به گرد خورشيد بيضي شكل است و قوانين حركت آن ها را بدست مي آورد.
1687 آيزاك نيوتن : با انتشار كتاب پرنسيپاي خود نشان مي دهد كه نيروي جاذبه ثقل كه از قانون تناسب معكوس با مجذور فاصله پيروي مي كند. عامل حركت سقوطي اجسام به طرف زمين و حركت مداري كره ماه به زمين  هر دو  يكي است.
1799 پي ير سيمون دو لاپلاس : براي فرضيه جاذبه عمومي نيوتن شالوده اي رياضي بنا و نظريه احتمالات را نيز پي ريزي مي كند. لاپلاس به پايه گذاري دستگاه آحاد اندازه گيري متريك هم كمك مي كند.
1824 كارل فردريش گاوس : اصول هندسه غير اقليدسي را پي ريزي مي كند

1824 كريستين دوپلر : كشف مي كند كه فركانس امواج نوري و صوتي يك منبع در حال حركت به چشم و گوش يك ناظر ايستاده كمتر مي آيد اگر منبع در حال دور شدن از او و بيشتر مي آيد. اگر منبع در حال نزديك شدن به او باشد.

1831 مايكل فارادي : پديده القاي الكترومغناطيسي را كشف مي كند.

1848 ويليام كولن : دماي صفر مطلق را تعيين مي كند.

1848 ژان لئو فوكو : روش هايي براي اندازه گيري سرعت نور در هوا ابداع و ثابت مي كند كه سرعت سير نور در آب و ساير محيط هاي شفاف به نسبت عكس ضريب هاي شكست نوري آن محيط كاهش مي يابد
رابرت بنزن و گوستاو كيرشهف : تجزيه طيفي را پي ريزي و مقايسه مواد آزمايشگاهي با مواد سازنده خورشيد و ستارگان ديگر را كه در عمل به معناي امكان تعيين جنس مواد سازنده آن كرات از روي زمين است ممكن مي كند.
1864 جان كلارك ماكسول : در گفتار درباره الكتريسيته و مغناطيس- را كه امكان فهم پديده هاي مربوط به اين حوزه دانش را بسيار بيشتر مي كند منتشر مي سازد.
1879 آلبرت مايكلسن : با استفاده از اصول فوكو سرعت سير نور را اندازه مي گيرد.

1860

1887 آلبرت مايكلسن و ادوارد مورلي : آزمايش هاي دقيقي انجام و به كمك آن ها نشان مي دهند كه فضا از چيزي به نام اتر كه وجود آن براي انتشار نور لازم دانسته مي شد نمي تواند پر باشد.

1894 هاينريش هرتز : عملا نشان مي دهد كه امواج الكترومغناطيسي با سرعت نور سير مي كنند و مانند آن مي توانند بازتابش و شكست داشته باشند و قطبي يا پلاريزه هم بشوند.
1895 ويليام رونتگن : اشعه ايكس را كشف و نخستين برنده جايزه نوبل در فيزيك مي شوند.
1898 ماري و پير كوري : عناصر راديو اكتيو راديوم و پولونيوم را شناسايي مي كنند.
1900 ماكس پلانك : نظريه كوانتومي تابش (تشعشع) را بصورت يك اصل بيان كرد و با آن فيزيك كوانتومي را پايه ريزي كرد.

1904 ارنست رادرفورد : نشان مي دهد كه عمر زمين را مي توان با محاسبه مقدار گاز هليومي كه از سنگ معدن مواد راديواكتيو خارج مي شود اندازه گرفت.
1905 آلبرت انيشتين : مقالاتي درباره نظريه نسبيت خاص – پديده فوتو الكتريك و حرارت براوني منتشر مي كند كه نظريه نسبيت وي اندازه كيري زمان و مكان در سرعت هاي زياد را ناهنجار و جرم و انرژي را معادل يكديگر مي داند.
1906 جي جي تامسون : وجود ذره الكترون را عملا تثبيت مي كند

1911 ارنست رادرفورد : نشان مي دهد كه بخش اعظم جرمي اتم در هسته بسيار كوچك آن جاي دارد.
1913 نيلز بوهر : نظريه ساختار اتم را فرمول بندي مي كند.
1916 آلبرت انيشتين : نظريه نسبيت عام خود را كه نظريه بنيادي درباره فضا – زمان و جاذبه ثقل است منتشر مي كند و جاذبه ثقل را پديده اي ناشي از فضاي خميده ميداند.
1924 شاهزاده لويي دوبروي : اصل علمي را مطرح مي كند كه به موجب آن ماده حتي شيئي مانند الكترون كه در حالت عادي ذره شناخته مي شود در عين حال رفتار موجي هم دارد.
1925 ولفگانگ پاولي : اصل منع (exclusion principal) خود را كه در شناخت خطوط طيفي نور ستارگان و سحابي ها كارايي دارد بيان مي كند.

1926 اروين شرودينگر : معادله موج خود را كه شارح چگونگي حركت امواج دوبروي از مكاني به مكان ديگر است. و اينك معادله مركزي مكانيك كوانتومي دانسته مي شود تدوين و تثبيت مي كند.
1927 يان اورت : ثابت مي كند كه كهكشان راه شيري در چرخش است و چندي بعد با استفاده از تلسكوپ راديويي نقشه هايي از بازوي مارپيچي اين كهكشان تهيه مي كند

1928 پي . ا. ام ديراك : با محاسبه وجود ذرات ضد ماده را پيش بيني مي كند كه اينها ذراتي هستند مانند ذرات ماده معمولي ولي بار الكتريكي مختلف العلامه با بار آنها ( يكي از آنها پزيترون است كه ضد الكترون است


1929 ادوين هابل : با استفاده از تجزيه و تحليل طيفي نشان مي دهد كه جهان واقعا آنگونه كه انيشتين با محاسبه پيش بيني كرده است در حال انبساط است.
1931 ولفگانگ پاولي : وجود ذره نوترينو را با محاسبه پيش بيني مي كند.
1932 جيمز چادويك : ذره نوترون را كشف و جايزه نوبل 1935 در فيزيك را نصيب خود مي كند.
1938 ليزه و اوتو هاهن : پديده شكافت هسته اتم را كشف مي كند و هاهن به پاس آن كشف جايزه نوبل دريافت مي كند ( همكار او ميتز پيش از كامل شدن كار مجبور به فرار از آلمان نازي مي شود ولي آگاهان نقش آن خانم را در آن تلاش محفوظ مي دانند.)
1939 لئوزيلارد : به مفهوم واكنش زنجيره اي در فيزيك اتمي دست مي يابد و يكي از چند نويسنده نامه اي به امضاي انيشتين به رئيس جمهور روزولت مي شود. نامه درباره توانايي هاي بمب اتمي و علمي بودن ساخت آن با استفاده از پديده شكافت هسته اورانيوم است.


1942 انريكو فرمي : سرپرستي برنامه ساخت و راه اندازي نخستين راكتور اتمي جهان را كه بخشي از پروژه منهتن است به عهده مي گيرد.
1945 جي رابرت اوپنهايمر : برنامه ساختن نخستين بمب اتمي را كه بخشي از پروژه منهتن است رهبري مي كند.

1946 ژرژ گاموف : پيش بيني مي كند كه انفجار بزرگ آغازگر جهان بايد تشعشعات كيهاني پشت صحنه اي بار آورده باشد.
1960 آلن سنديج و توماس ماتيوس : كوازار ها را كه دورترين كهكشانها ( دورترين تا زمين) هستند كشف مي كنند.


1963 ئي . ان . لورنتز : نخستين مقاله درباره نظريه درهم ريختگي را منتشر مي كند.
1964 مري گل مان و جرج زوويك : مستقل از يكديگر نظريه تشكيل يافتن پروتون و نوترون و هادرون ديگر از ذرات جديد كوچكتري به نام كوارك را پيش مي شكد كه نام كوارك و گل مان انتخاب مي كنند.
1965 ريچار فاينمن : مشتركا با توموناكو و شوينگر جايزه نوبل در فيزيك را بپاس ابداع نظريه الكتروديناميك كوانتومي برنده مي شوند. نظريه اي كه ابداع آن در طريق جستجو براي درك طبيعت گام مهمي به جلو تلقي مي شود.
1965 رابرت ويلسون و آرنونپنرياس : وجود تشعشعات يا تابش هايي را در اعماق فضا كشف و صحت نظريه انفجار بزرگ را تاييد آزمايش مي رسانند.
1968 آزمايش هاي انجام شده در مركز شتاب دهنده خطي دانشگاه استنفورد صحت نظريه كوارك ها را تاييد ميكنند.
1981 آلن گوت : اين اصل را كه عالم كيهاني اوليه از يك دوره انبساط قابل نمايش با يك تابع رياضي نمايي گذر كرده است ثابت مي كند.
1995 دانشمندان شاغل در آزمايشگاه دستگاه شتاب دهنده ملي فرمي – نشانه هاي وجود كوارك (رو) آخرين عضو پيدا نشده خانواده ذرات تشكيل دهنده سنگ بناي كل ماده موجود در عالم را پيدا مي كند.


نظریه‌های اصلی
در علم فیزیک، ما با سامانه‌های بسیار متفاوتی سرو کار داریم، اما نظریه‌های اصلی که در هسته علم فیزیک قرار دارند، توسط همه فیزیک دانان مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فیزیک کلاسیک، ما با نظریه‌هایی سروکار داریم که حرکت اشیا که ابعاد و سرعت‌هایی که قابل تصور و عموما آزمایش پذیرند را، پیش بینی و تحلیل می‌کنند. زمانی که صحبت از ابعاد قابل تصور برای عموم مردم می‌شود، منظور از ابعادی فرا اتمی و فرا ملکولی شروع می‌شود و تا ابعاد سیارات را در بر می‌گیردو سرعت قابل تصور، عموما سرعتی کمتر از سرعت نور است


اما هنگامی که سیستم‌های مورد بررسی ما، ابعادی فراتر از حد تصور ما به خود می‌گیرند، مثل منظومه‌ها، کهکشان‌ها و دیگر سیستم‌های عظیم ستاره‌ای و آسمانی و یا ابعادی بسیار کوچک، مثل ابعادی زیر اتمی و حتی کوچکتر، فیزیک و مکانیک کلاسیک از خود ضعف نشان می‌دهد و دیگر قدرت پیش بینی و درک صحیح واقعیات را ندارد. به همین دلیل تئوری‌هایی که اینگونه سیستم‌ها را تحلیل می‌کنند، در حوزه فیزیک جدید صورت بندی می‌شود.

البته کاملا بدیهی است، این تعاریفی که در اینجا ارائه می‌شود کاملا شکلی عمومی دارند و در علم فیزیک، مرز واضحی میان فیزیک کلاسیک و فیزیک جدید به هیج وجه وجود ندارد. به صورتی که برخی از فیزیک دانان، فیزیک جدید را شکل تکامل یافته و تصحیح شده فیزیک کلاسیک می‌دانند، اما برخی از فیزیک دانان که مهمترین آنها ورنر کارل هایزنبرگ بوده‌است، همان طور که در کتاب خود جــــز و کـــل می‌گوید، فیزیک کلاسیک یک معقوله کاملا جدا، فرمول بندی شده، بدون ایراد و کامل است امــا در حوزه سیستم‌های مورد بررسی خودش و نمی‌توان فیزیک جدید را شکل تکامل یافته فیزیک کلاسیک دانست.

 هدف اصلی علم فیزیک توصیف تمام پدیده‌های طبیعی قابل مشاهده و غیر قابل مشاهده برای بشر، توسط مدل‌های ریاضی (به اصطلاح کمی کردن طبیعت)است. تا قبل از قرن بیستم، با دسته بندی پدیده‌های قابل مشاهده تا آن روز، فرض بر این بود که طبیعت از ذرات مادی تشکیل شده‌است و تمام پدیده‌ها به واسطهٔ دو نوع برهمکنش بین ذرات (برهمکنش‌های گرانشی و الکترومغناطیسی) رخ می‌دهند.

 برای توصیف این پدیده‌ها نظریه‌های زیر به تدریج شکل گرفته و تکامل یافتند

  •    مکانیک کلاسیک (توصیف رفتار اجسامی که اندازه‌ای معمولی دارند و با سرعتی معمولی در حال حرکتند
  •    الکترومغناطیس(توصیف رفتار مواد و اجسام دارای بار الکتریکی
  •    ترمودینامیک و مکانیک آماری (توصیف پدیده‌های مرتبط با گرما بر حسب کمیت‌های ماکروسکوپی و یا میکروسکوپی


به مجموع این نظریه‌ها فیزیک کلاسیک گفته می‌شود.
در ابتدای قرن بیستم پدیده‌هایی مشاهده شدند که توسط این نظریه‌ها قابل توصیف نبودند. بعد از پیشرفتهای بسیار بنیادین در ربع اول قرن بیستم، نظریه‌های فیزیکی با نظریه‌های کاملتری که این پدیده‌ها را نیز توصیف می‌کردند جایگزین گشتند.

مهم‌ترین تغییر، تشکیل دو دینامیک متفاوت برای اجسام کوچک و اجسام بزرگ است. چون دینامیک اجسام بزرگ از لحاظ ساختاری و مفاهیم به دینامیک قبلی نزدیکی زیادی دارد(بر خلاف دینامیک اجسام ریز که ساختاری کاملاً متفاوت دارد) نظریه‌ها به دو دسته دینامیک کلاسیک اصلاح شده(با شالوده مکانیک نیوتنی) و کوانتمی تقسیم شدند

نظریه‌های دیگری درفیزیک مدرن به تدریج شکل گرفتن که عبارت اند از

  •     نسبیت عام برهمکنش گرانشی و دینامیک اجسام بزرگ
  •     مکانیک کوانتمی (دینامیک اجسام ریز)
  •     مکانیک آماری (حرکت آماری ذرات بر پایه دینامیک کوانتمی)
  •     الکترودینامیک کلاسیک (برهمکنش الکترومغناطیسی و نسبیت خاص)


نموداری ابتدایی، که قلمروهای اصلی فیزیک را به صورت ساده نشان می‌دهد
بعدها با پیدا شدن دو برهمکنش دیگر (برهمکنش هسته‌ای قوی و برهمکنش هسته‌ای ضعیف) برای فرمولبندی آنها هم اقدام شد و از نسبیت خاص برای تمام نظریه‌ها استفاده شد و

کل نظریه‌ها عبارت شدند از

  • نسبیت عام
  • مکانیک آماری
  • الکترودینامیک کوانتومی QED (برهمکنش الکترومغناطیسی و دینامیک کوانتومی
  • کرومودینامیک کوانتومی QCD (برهمکنش هسته‌ای قوی و دینامیک کوانتومی)
  • نظریه ضعیف کوانتومی (برهمکنش هسته‌ای ضعیف و دینامیک کوانتمی بعداً با تلفیق با الکترودینامیک نظریه الکترو ضعیف کوانتومی را ساخت


تمام این نظریه‌ها به جز نسبیت عام از دینامیک کوانتومی استفاده می‌کنند. به مجموعه‌ای ازQED وQCD ونظریه ضعیف اصطلاحآ مدل استاندارد ذرات بنیادی گفته می‌شود. امروزه بسیاری از فیزیکدانان به دنبال متحد کردن چهار برهمکنش (نظریه وحدت بزرگ) می‌باشند که مشکل اصلی وارد کردن گرانش و استفاده از دینامیک کوانتومی برای گرانش می‌باشد. نظریه‌های گرانش کوانتومی و به خصوص نظریه ریسمان از نمونه‌های این تلاشها است. همچنین بیشتر نظریه‌های جدید از مفهومی به نام میدان استفاده می‌کنند که به نظریه‌های میدان مشهور هستند.

در فرهنگ لغت معين، كوانتوم به معني كوچک‌ترین مقدار هر کمیت فیزیکی که می تواند به طور مستقل وجود داشته باشد،‌ تعريف شده است. در فیزیك، كمیت‌های گسسته را كمیت‌های كوانتومی می‌نامند. بنابراین كمیت‌های كوانتومی، مضرب صحيحي از یك مقدار پایه هستند كه به آن مقدار پایه یك كوانتوم می‌گویند. همانند بار الكتریكی كه یك كمیت كوانتومی است و كوانتوم آن، بار الكترون است.

انرژی  یك جسم كه به‌ صورت امواج الكترومغناطیس گسیل می‌شود نيز نمی‌تواند هر مقداری داشته باشد، بلكه مضرب صحيحي از یك مقدار پایه است كه مقدار پايه‌ي آن فوتون ناميده مي شود.
شكست فيزيك كلاسيك در توضيح چندين پديده‌ي ميكروسكوپي مانند تابش جسم سياه، اثرفوتوالكتريك، پايداري اتمي و طيف‌نگاري اتمي راه را براي جست‌وجوي ايده‌هاي خارج از قلمرو فيزيك كلاسيك هموار ساخت.
پایه‌های مکانیک کوانتومی در نیمه‌ي اول قرن بیستم به وسیله‌ي ورنر هایزنبرگ، ماکس پلانک، لویی دوبروی، نیلس بور، اروین شرودینگر، ماکس بورن، جان فون نویمان، پاول دیراک، ولفگانگ پاولی و دیگران ساخته شد. بعضی از جنبه‌های بنیادی این نظریه هنوز هم در حال پیشرفت است.

مكانيك كوانتومي نظريه‌اي است كه ديناميك ماده را در مقياس ميكروسكوپي توصيف مي‌كند. مكانيك كوانتومي تنها چارچوب معتبر براي توصيف دنياي ميكرو فيزيكي است.

مكانيك كوانتومي شالوده‌ي بنيادين همه‌ي فيزيك نوين است

  • فيزيك حالت جامد
  • فيزيك مولكولي
  • فيزيك اتمي
  • فيزيك هسته‌اي
  • فيزيك ذرات بنيادي،
  • اپتيك
  • ترموديناميك
  • مكانيك آماري

گذشته از اين، مكانيك كوانتومي به عنوان اساس شيمي و زيست‌شناسي نيز در نظر گرفته شده است. تحقیقات چند موسسه در آمریکا و هلند نشان داده است که بسیاری از فرایندهای زیستی از مکانیک کوانتومی بهره می‌برند.

قبلا تصور می‌شد فتوسنتز گیاهان فرایندی بر پایه بیوشیمی است اما تحقیقات پروفسور فلمینگ و همکارانش در دانشگاه برکلی و دانشگاه واشنگتن در سنت لوییس به کشف یک مرحله کلیدی از فرآیند فوتوسنتز منجر شده که بر مکانیک کوانتومی استوار است.

همچنین پژوهش‌های کریستوفر آلتمن، پژوهشگری از موسسه دانش نانوی کاولی در هلند، حاکی از آن است که نحوه کارکرد سلول‌های عصبی خصوصا در مغز که تا مدتها فرایندی بر پایه فعالیت‌های الکتریکی و بیوشیمی پنداشته می‌شد و محل بحث ساختارگرایان و ماتریالیست‌ها و زیست‌شناس‌ها بود، شامل سیستم‌های کوانتومی بسیاری است

این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که سلول عصبی یک حلزون دریایی می‌تواند از نیروهای کوانتومی برای پردازش اطلاعات استفاده کند. در انسان نیز، فیزیک کوانتومی احتمالا در فرآیند تفکر دخیل است.


انواع مکانیک در فیزیک (کلاسیک نوین لاگرانژی)
مکانیک کلاسیک یکی از قدیمیترین و آشناترین شاخه های فیزیک است. این شاخه با اجسام در حال سکون و حرکت ، و شرایط سکون و حرکت آنها تحت تاثیر نیروهای داخلی و خارجی ، سرو کار دارد.
مکانیک یکی از شاخه‌های فیزیک است. که به مطالعه حرکات ماده و نیروهایی که باعث آن حرکات می‌شود اقدام می‌کند. دانش مکانیک که بر مبانی متعددی هم‌چون زمان، مکان، نیرو، انرژی، و ماده بنا گردیده است، در مطالعه تمامی شاخه‌ها و شعبه‌های فیزیک، شیمی، زیست شناسی، و مهندسی به کار گرفته می‌شود.
مکانیک مجموعه گسترده‌ای از دانش است که سابقه آن از تاریخ مدون بشری فراتر می‌رود.
دانش مکانیک به دو زمینه اصلی مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی بخش می‌شود.

مکانیک کلاسیک
مکانیک کلاسیک (یا مکانیک نیوتنی) بیان ریاضی حرکت و نیرو در پدیده‌های ماکروسکپی طبیعت است. کارهای دانشمندانی مانند تیکو براهه و کپلر و گالیله و به‌ویژه نیوتن این دانش را برپایه‌های نظری قرارداد. بعدها نیز دانشمندانی مانند، دالامبرت، لاگرانژ، همیلتون و ژاکوبی فرمولبندی‌های جدیدی از این مبحث ارائه دادند.

شاخه‌ها
مکانیک کلاسیک به شاخه‌های استاتیک و دینامیک تقسیم می‌شود.
 که استاتیک بررسی نیروهای اجسام ایستاده است و دینامیک که حرکت ذرات را بررسی می‌کند. در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر می‌توان گفت، بطور کلی دینامیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد،

شامل دو قسمت سینماتیک و سینتیک است.

در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی می‌شود و حرکت بحث بیشتر جنبه هندسی دارد. در بخش سینتیک دلایل حرکت اجسام که همان نیروهای وارد بر جسم پویاست، بررسی می‌شود.

مکانیک کوانتومی
با آن‌که مکانیک کلاسیک توصیف دقیقی از پدیده‌های ماکروسکپی در سرعت‌های بسیار کمتر از سرعت نور به‌دست می‌دهد و در پدیده‌های روزمره وسیله اصلی کار مهندسان و فیزیک‌دانان است، در توضیح پدیده‌های مربوط به سرعت‌های زیاد (نزدیک به سرعت نور) و پدیده‌های میکروسکپی به‌کار نمی‌آید. در قرن بیستم برای رفع این اشکالات رشته مکانیک کوانتومی به‌وجود آمد. پدیده سرعت‌های زیاد را اینشتین با نظریه نسبیت خود توجیه کرد ولی برای حل مشکلات پدیده‌های میکروسکوپی به قوانین و نظریه‌های کاملاً جدیدی احتیاج داریم که در مجموع مکانیک کوانتومی را تشکیل می‌دهند.


قوانین حرکت نیوتن
عبارت است از سه قانون فیزیکی که ارتباط مابین نیروهای وارد آمده بر یک جسم و حرکت آن را به دست می‌دهد.
دومین قانون نیوتن به این پرسش پاسخ می‌دهد که اگر بر یک جسم نیروی خارجی وارد شود، حرکت آن چگونه خواهد بود.
آهنگ تغییر اندازه  حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد.
فرمولی که از این قانون برمی‌آید به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است که مطابق آن، شتاب یک جسم برابر است با نیروهای خالص وارده تقسیم بر جرم جسم.

قانون اول
فیلسوفان کهن بر این باور بودند که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن می‌شود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد.

این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان می‌کند:
اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد، اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می ماند، و اگر جسم در حال حرکت باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکتش ادامه می دهد. به این قانون، قانون لختی یا اینرسی هم میگویند.


قانون دوم
این قانون در سال ۱۶۸۷ در کتاب Philosophiae Naturalis Principia Mathematica توسط نیوتن منتشر شد. این قانون به رابطه بین نیروهای واردآمده به یک جسم و شتاب همان جسم می‌پردازد.
 
بنا بر قانون اول نیوتن اگر بر جسمی نیرو وارد نشود جسم یا ساکن می‌ماند و یا حرکت یکنواخت بر خط راست خواهد داشت. نتیجه آشکار قانون اول این است که اگر بر جسم نیرو وارد شود جسم ساکن نمی‌ماند و حرکت یکنواخت بر خط راست نیز خواهد داشت، در این صورت وارد کردن نیرو بر جسم در آن شتاب می‌دهد. قانون دوم نیوتن در واقع رابطه شتاب با نیرویی که بر آن وارد می‌شود را بیان می‌کند. شتاب جسمی به جرم m که نیروی F بر آن وارد می‌شود هم جهت و متناسب با نیروی وارد بر آن است و با جرم جسم نسبت عکس دارد.

 این بیان را می‌توان بصورت زیر نوشت:
a = F/m
F برآیند نیروهایی است که به علت اثر اجسام دیگر روی جسم مورد نظر وارد می‌شود. a شتاب آن و m جرم جسم است.


دستگاه مختصات لخت
این قانون تنها در دستگاه‌های مختصات لخت صحیح می‌باشد. اینکه در دستگاه‌های غیر لخت چه رابطه‌ای بین نیروهای وارد آمده و شتاب شیء وجود دارد.


دستگاه های غیر لخت
این گونه دستگاه ها بر این اصل پایدارند که هیچ چیز در کره زمین در جای خود ثابت نمی باشد، به این دلیل که کره ی زمین دارای حرکت وضعی و انتقالی و... در فضا می باشد.این گونه دستگاه ها تکیه گاه یا همان مرجع حرکت جسم(زمین) را به صورت گردان برای ما ایجاد می کنند. از این گونه دستگاه ها در طراحی ها و آزمایش هایی استفاده می شود که لازم است تحت شرایط واقعی انجام شوند مانند:پرتاب موشک ها وماهواره ها از زمین به فضا.


قانون سوم
سومین قانون حرکت نیوتون به این صورت بیان می‌شود که "هر عملی را عکس العملی است ؛ مساوی آن و در جهت خلاف آن .. این قانون به قانون کنش و واکنش هم معروف میباشد.
یعنی که هرگاه جسمی به جسمی دیگر نیرو وارد کند جسم دوم نیز نیرویی به همان بزرگی ولی در خلاف جهت بر جسم اوّل وارد میکند.

باید توجّه داشت که این دو نیرو به دو جسم مختلف وارد میگردند و نباید آنها را با هم بر آیندگیری کرد. مثلاً هنگامی که شخصی بر دیوار نیرو وارد می‌کند دیوار نیز بر شخص نیرو وارد می‌کند اندازه این دو نیرو باهم برابر می‌باشد ولی نیروی اوّل به دیوار وارد میشودو نیروی دوم به شخص.
قانون سوم نیوتن معمولاً به دو شکل بیان می‌شود: شکل ضعیف و شکل قوی. در شکل ضعیف تنها به این اکتفا می‌شود که نیروی واکنش قرینه نیروی کنش است یعنی  (شاخصهای پایین معرف آن است که نیرو از جسم 1 به جسم 2 وارد می‌شود یا برعکس). اما در شکل قوی علاوه بر این فرض می‌شود که این نیروها در امتداد خط واصل میان دو ذره می‌باشند یعنی

قانون سوم همیشه در طبیعت صادق نیست مثلاً در مورد نیروهای الکترو مغناطیسی وقتی که اجسام موثر بر هم از یکدیگر بسیار دور باشند و یا به تندی شتابدار شوند و یا در مورد هر نیرویی که با سرعتهای معمولی از یک جسم به جسم دیگر منتقل شود، صدق نمیکند. خوشبختانه در مکانیک کلاسیک از بسط‌های قانون سوم استفاده کمی می‌شود و مشکلات آن تأثیر چندانی در مکانیک کلاسیک ندارند .


مغلطه ای از قانون سوم نیوتن
بی دقتی در استفاده از قانون کنش و واکنش و مسأله تناقض: فرض کنید که اسبی کالسکه‌ای را می‌کشد طبق قانون سوم نیوتن کالسکه نیز با همان نیرو اسب را در جهت مخالف می‌کشد، پس اسب نمی‌تواند کالسکه را به حرکت در آورد؟ اشکال این استدلال به این صورت است: اگر می‌خواهیم بدانیم که آیا اسب می‌تواند حرکت کند یا نه، باید نیروهای وارد بر اسب را در نظر بگیریم. نیرویی که بر کالسکه وارد می‌شود هیچ ربطی به این مسأله ندارد.

اسب به این دلیل می‌تواند حرکت کند که نیرویی که با پاهایش وارد می‌کند بزرگتر از نیرویی است که کالسکه با آن اسب را به طرف عقب می‌کشد و کالسکه به این دلیل به حرکت در می‌آید که نیرویی که اسب با آن کالسکه را بطرف جلو می‌کشد بزرگتر از نیروهای اصطکاکی است که کالسکه را به طرف عقب می‌کشند. برای اینکه بدانید یک جسم حرکت می‌کند باید نیروهای وارد بر آنرا بررسی کنیم. کنش و واکنش هیچگاه بر یک جسم وارد نمی‌شود.

حرکت
حرکت مفهومی است مرتبط با تغییر مکان
حرکت در فیزیک به معنی تغییر مکان جسم در ارتباط با زمان است. حرکت در فیزیک از نیرو ناشی می‌شود و با مفاهیم سرعت، شتاب، جابجایی و زمان مرتبط است بنا بر قانون اول نیوتن، سرعت یک جسم تنها در حالتی تغییر می‌کند که نیرویی جدید به آن وارد شود؛ این مفهوم تحت عنوان اینرسی شناخته می‌شود.

حرکت همیشه بر اساس یک مرجع بررسی می‌شود و اگر مرجع ثابتی وجود نداشته باشد حرکت مطلق قابل مشاهده نیست، بنا بر همین استدلال، باید از حرکت نسبی سخن گفت. در این نگاه اگر چیزی بنا به یک مرجع ثابت باشد، به شکل نسبی در حال حرکت نسبت به مراجع دیگر است و به همین دلیل ادعا می‌شود که در جهان، همه چیز حرکت می‌کند.


آغاز فلسفه طبیعی دکارت
فلسفه طبیعی دکارت با مفهوم جسم آغاز می شود . البته امتداد , ذاتی جسم یا جوهر جسمانی است . یا آنگونه که در " اصول " اصطلاح فنی آنرا بکار می گیرد, امتداد صفت اصلی جوهر جسمانی است . از نگاه دکارت, همچون دیگر بزرگان, علم ما به جواهر نه بصورت مستقیم بلکه از طریق عوارض, صفات و کیفیات , و . . . آنها ست

 به همین دلیل در  اصول می نویسد :  گرچه هر صفتی برای اینکه شناختی از جوهر به ما بدهد به تنهایی کافی است , اما همین یک صفت در جوهر هست که طبیعت و ذات جوهر را تشکیل میدهد و همه صفات دیگر تابع آن است . مقصود من امتداد در طول و عرض و عمق است که تشکیل دهنده طبیعت جوهر جسمانی است یا اندیشه که تشکیل دهنده طبیعت جوهر اندیشنده است . زیرا همه صفات دیگری که به جسم نسبت دارد منوط به امتداد و تابعی از آن است .
و نیز  این ویژگی خاص , امتداد برای جسم و اندیشه برای نفس است . همه دیگر تصورات و مفاهیم به این صفت خاص باز میگردند .تا آنجا که بواسطه صور امتداد است که ما اندازه , شکل و حرکت و دیگر صفات جسم را درک میکنیم . و همینطور به واسطه مفهوم اندیشه یا فکر است که قادر به درک اندیشه های خاص خود هستیم . تصور امتداد بسیار نزدیک به تصور جوهر جسمانی است , بطوریکه دکارت اذعان میدارد که ما قادر به درک مفهوم این جوهر فارغ از صفت اصلی آن نیستیم .

 دکارت در اصول  اینگونه مینویسد
 تصور جوهر جسمانی بصورتی متمایز از کمیت خویش , تصوری مبهم از یک چیز غیر جسمانی است . گرچه بعضی این موضوع را به نحو دیگری بیان میکنند , اما من در هر حال فکر می کنم که نحوه تلقی آنها غیر از آن چیزی باشد که هم اکنون گفتم . زیرا وقتی جوهر را از امتداد و کمیت انتزاع میکنند , یا مقصودشان از جوهر لفظی است که دلالت بر چیزی ندارد یا تقریباً تصور مبهمی از جوهری غیرجسمانی در ذهن خود دارند که آن را به غلط به جسم نسبت می دهند و تصور حقیقی خود را از آن جوهر جسمانی به امتداد معطوف می کنند که در عین حال از نظر آنان عرض نامیده میشود .

بنابراین می توان به سهولت دریافت که الفاظ آنها با افکارشان مطابقت ندارد
دکارت به حرکات , حالات و اشکال که اجسام می توانند دارای آنها باشند , قائل میگردد . بدین ترتیب , رنگها , مزه ها , گرما و سرما در واقع در اجسام وجود ندارند بلکه آنها تنها در ذهنی که آنها را ادراک میکند موجود اند . البته مهم است که بدانیم آن هنگام که دکارت ذات یا جوهر جسم را امتداد انگاشت , قائل به جوهر به آن دقتی که مدرسیان معاصرش قائل بودند, نبود .


عوارض جوهر جسمانی و اجسام دکارتی
نزد دکارت تمام عوارض یک جوهر جسمانی باید بوسیله ذاتشان که همان امتداد است فهمیده شوند . هیچ چیز در جسم وجود ندارد که توسط ویژگی ذاتی امتداد قابل درک نباشد . بدین ترتیب اجسام دکارتی , اجسامی هندسی هستند که در خارج از ذهنی که آنها را ادراک می کند وجود دارند . حرکت در فیزیک دکارت امری کاملاً تعیین کننده است .

همه آنچه درجسم وجود دارد امتداد است , و تنها طریق برای اینکه جسمی از جسم دیگر قابل تفکیک جلوه کند  حرکت است . بدین ترتیب , آنچه باعث تعیّن اندازه و شکل اجسام منفرد می گردد حرکت است و بدینسان حرکت , محوری ترین اصل تبیینی در فیزیک دکارت است .


نظریه هندسی حرکت
باید توجه داشت که نظریه هندسی جسم به عنوان امتداد , ذاتاً جهانی ایستا را بر ما عرضه می دارد . اما واضح است که حرکت یک واقعیت است , و ماهیت آن را باید بررسی کرد . با این همه , ما باید فقط حرکت مکانی را بررسی کنیم . زیرا دکارت تصریح می کند که هیچ نوع دیگری از حرکت برای او قابل تصور نیست.

معنای حرکت در عرف عام
در عرف عام , حرکت  عملی است که با آن جسمی ازمکانی به مکانی دیگر عبور میکند  و در مورد یک جسم مفروض می توانیم بگوییم که این جسم , بر حسب نقاط مرجعی که اختیار میکنیم , در عین حال هم متحرک است و هم غیر متحرک . کسی که کشتی متحرکی سوار است نسبت به ساحلی که آن را ترک گفته است متحرک است , ولی در عین حال نسبت به اجزاء کشتی در حالت سکون است .

حرکت به معنای اخص عبارت است از  انتقال یک جزء ماده یا یک جسم از مجاورت اجسامی که در تماس مستقیم با آن اند . و ما آنها را در حال سکون تلقی میکنیم , به مجاورت اجسام دیگر

در این تعریف تعبیرات  جزء ماده  و  جسم  را باید به معنای چیزی گرفت که در معرض حرکت انتقالی واقع می شود , ولو اینکه مرکب از اجزاء کثیری باشد که دارای حرکات خاص خویش اند و کلمه  حرکت انتقالی  را باید مبین این معنی دانست که حرکت در جسم مادی است و نه در فاعلی که آن را حرکت می دهد . حرکت و سکون صرفاً حالات مختلف یک جسم اند .

به علاوه تعریف حرکت به عنوان حرکت انتقالی جسمی از مجاورت اجسام دیگر متضمن این معنی است که شیء متحرک فقط یک حرکت می تواند داشته باشد ؛ در حالی که اگر از کلمه  مکان  استفاده می شد , می توانستیم به یک جسم واحد حرکات متعددی نسبت دهیم , زیرا مکان را میتوان نسبت به نقاط مرجع متفاوتی لحاظ کرد . بالاخره در تعریف , کلمات  و ما آنها را در حالت سکون تلقی میکنیم  معنای کلمات  اجسامی که در تماس مستقیم با آن هستند  را محدود میکند.


تعریف حرکت از دید دکارت
دکارت جهت زدودن ابهام از چهره حرکت مدرسی دست به تعریف دقیق خود از حرکت میزند . او با توجه به وضوح مفهوم عرفی حرکت , آنرا هندسی لحاظ میکند تا از گرفتار شدن در کلاف تعاریف گمراه کننده مدرسی بپرهیزد . بعدها دکارت در " اصول  با کوشش در نظام مند نمودن اندیشه اش سعی میکند به مفهوم حرکت , با توجه به تعریفی که نزد عوام بکار میرود روشنی ببخشد

اما حرکت ( یعنی حرکت مکانی , زیرا من حرکت دیگری نمی توانم تصور کنم و گمان نمی کنم بتوان حرکت دیگری در طبیعت تصور کرد ) به معنی معمولی کلمه چیزی نیست جز عملی که جسم با آن از مکان به مکان دیگر میرود  دکارت تعریف دیگری از حرکت را جهت روشنایی بخشیدن به مفهوم مکان پیشنهاد میکند .

در  اصول  اصل 25 می نویسد
اما اگر عادت عمومی را رها کنیم و به حقیقت ماده توجه کنیم اجازه دهید ببینیم بر اساس حقیقت شیء از حرکت چه میتوان فهمید . برای اینکه طبیعت مشخص حرکت را تعیین کنیم , میتوان گفت حرکت عبارت است از : انتقال جزئی از ماده یا از یک جسم از کنار اجسامی که بدون فاصله با آن اتصال دارند و ما آنها را در سکون تلقی می کنیم به کنار اجسام دیگر .
مقصود من از یک جسم  یا  جزئی از ماده  تمام آن چیزی است که یکجا و بر روی هم تغییر مکان میدهد ؛ گر چه ممکن است این جسم خود مرکب از اجزاء بسیاری باشد که فی نفسه حرکات دیگری داشته باشند . من این عمل را انتقال مینامم نه نیرو یا فعلی که انتقال می دهد , تا نشان دهم که حرکت همیشه در شیء متحرک است نه در محرک . زیرا به نظر من این دو دقیقاً از هم تفکیک نشده اند . علاوه بر این , من چنین درک می کنم که حرکت حالتی از شیء متحرک است و نه یک جوهر


سرعت متوسط
در بررسی حرکت هر ذره چارچوب مختصاتی در نظر گرفته می‌شود که حرکت نسبت به آن سنجیده می‌شود. در این چارچوب موقعیت هر ذره را با بردار مکان مشخص می‌کنند. بردار مکان ، برداری است که ابتدای آن در مبدا چارچوب و انتهای آن خود ذره است. حال اگر ذره در لحظه t1 در نقطه A1 باشد که بردار مکان آن با r1 مشخص می‌شود، و در لحظه t2 در نقطه A2 با بردار مکان r2 باشد، در این صورت بردار جابجایی ذره (برداری که ابتدای آن نقطه A1 و انتهای آن A2 است) با r∆ مشخص می‌شود.


این بردار تغییر موضع ذره را نشان می‌دهد. اگر بردار جابجایی را بر فاصله زمانی t = t2 _ t1∆ ، که این جابجایی در آن صورت گرفته است تقسیم کنیم، کمیتی حاصل می‌شود که سرعت متوسط نام دارد

مشخصات سرعت متوسط
از آنجا که کمیت بردار جابجایی r∆ یک کمیت برداری است، لذا سرعت متوسط نیز کمیتی برداری خواهد بود. یعنی سرعت متوسط علاوه بر بزرگی و مقدار دارای جهت نیز می‌باشد. جهت سرعت متوسط همان جهت بردار جابجایی ( r∆) است. یکای سرعت متوسط به صورت نسبت یکای مسافت بر یکای زمان ، مانند متر بر ثانیه یا کیلومتر بر ساعت بیان می‌شود.

از نظر تحلیل ابعادی ، دیمانسیون سرعت متوسط بصورت ML خواهد بود. رابطه r/∆t∆ ، که بصورت اندازه جابجایی کل و زمان سپری شده بوده و هیچگونه اطلاعی درباره چگونگی حرکت بین دو نقطه در اختیار ما قرار نمی‌دهد، سرعت متوسط نامیده می‌شود.

مسیر طی شده بین این دو نقطه می‌تواند منحنی یا خط راست باشد و حرکت می‌تواند یکنواخت ، نامنظم یا هر نوع دیگری باشد. اما با دانستن سرعت متوسط در این مورد هیچ اطلاعی نمی‌توانیم بدست آوریم. دو نقطه اختیاری از مسیر حرکت یک ذره را انتخاب کرده و سرعت متوسط ذره را در این دو نقطه تعیین می‌کنیم.
 اگر بردار سرعت متوسط از لحاظ بزرگی و جهت در این دو نقطه از مسیر یکسان باشند، می‌توان گفت که ذره با سرعت ثابت یعنی در امتداد یک خط راست (راستای ثابت) و با آهنگ ثابت (بزرگی ثابت) حرکت می‌کنند. به بیان دیگر حرکت مستقیم الخط یکنواخت است.


سرعت متوسط در حرکت یک بعدی با شتاب ثابت
ذره‌ای را در نظر بگیرید که با شتاب ثابت α در امتداد محور x حرکت می‌کند. از آنجا که شتاب بصورت آهنگ زمانی تغییر سرعت تعریف می‌شود، لذا اگر شتاب ثابت باشد، مفهوم آن این است که سرعت با آهنگ ثابت و یکنواخت تغییر می‌کند. در این حالت سرعت متوسط در هر بازه زمانی برابر با نصف مجموع مقادیر سرعت در ابتدا و انتهای بازه زمانی می‌باشد. یعنی اگر سرعت در لحظه t = 0 را با Vx0 و سرعت در لحظه t را با Vx نشان دهیم


اهمیت سرعت متوسط
اگر بخواهیم در مورد چگونگی ‍حرکت اطلاعات داشته باشیم، در این مورد سرعت متوسط به ما کمکی نمی‌کند. اما در عوض در مورد یک حرکت ، اگر سرعت متوسط و بردار جابجایی را داشته باشیم، به راحتی می‌توانیم زمان حرکت را تعیین کنیم.

از نظر هندسی اگر نمودار مکان - زمان یک حرکت داده شده باشد، از روی شکل می‌توان سرعت متوسط را تعیین نمود. اگر بخواهیم در مورد چگونگی حرکت و کیفیت آن آگاهی پیدا کنیم، باید از سرعت لحظه‌ای (سرعتی که ذره در هر لحظه دارد) استفاده کنیم.

سرعت لحظه‌ای بصورت حد سرعت متوسط ، زمانی که t∆ به سمت صفر میل می‌کند، تعریف می‌شود. در صورتی که حرکت با سرعت ثابت صورت گیرد (حرکت یکنواخت)، در این صورت سرعت متوسط و سرعت لحظه‌ای هر دو یکسان خواهند بود.  همانطور که شکل حالتی از شیء متشکل و از اصل سکون حالتی از شیء ساکن است .
سرعت، یک اندازه گیری برداری، از مقدار و جهت جابجایی است. مقدار مطلق (scalar) بزرگی سرعت، تندی نامیده می‌شود. سرعت را همچنین می توان بصورت نرخ تغییر جابجایی تعریف نمود.
در هر دو شاخه مکانیک میانگین تندی v یک جسم که در حال پیمودن مسافت d در مدت زمان t می باشد بوسیله فرمول ساده زیر بدست می‏آید.
v = d/t
بردار سرعت لحظه‌ای جسمی v که موقعیتش در زمان t بوسیله ( x(t نشان داده شده را می توان بصورت مشتق آن، از رابطه ذیل محاسبه نمود.
v = dx/dt
شتاب تغییر سرعت جسم در خلال زمان است. میانگین شتاب a جسمی که طی زمان t سرعتش از vi به vf تغییر می کند توسط فرمول ذیل بدست می‌آید.
a = (vf - vi)/t
بردار شتاب لحظه ای a جسمی که موقعیتش در زمان t بوسیله ( x(t نشان داده شده بصورت ذیل است.
a = d2x/(dt)2
محاسبه سرعت نهایی vf جسمی که با سرعت اولیه vi شروع به حرکت کرده سپس در مدت زمان t به شتاب a می رسد اینگونه است
vf = vi + a t
متوسط سرعت جسمی با شتاب ثابت برابر (vf + vi) است. برای پیدا کردن میزان جابجایی d چنین جسم شتابداری در مدت زمان t این مفهوم را در فرمول اول جایگزین کنید تا رابطه ذیل بدست آید:
d = t (vf + vi)/2
هنگامیکه تنها سرعت اولیه جسم مشخص است فرمول

d = vi t + (a t 2)/2
را میتوان مورد استفاده قرار داد.
از ترکیب فرمول های پایه برای میزان جابجایی و سرعت نهایی می توان فرمول جدیدی که مستقل از زمان است را ایجاد نمایند:
vf2 = vi2 + 2a d
فرمول های بالا هم در مکانیک سنتی و هم در نسبیت خاص معتبر هستند. اختلاف مکانیک سنتی و نسبت خاص در توصیف یک وضعیت مشابه بوسیله ناظران متفاوت است. بخصوص، در مکانیک سنتی تمامی ناظران درباره مقدارt هم عقیده میباشند، همچنین قوانین تغییر وضعیت موقعیتی را ایجاد می نمایند که در آن تمامی ناظران فاقد شتاب، مقدار مشابهی را برای شتاب جسم اعلام می نمایند. اما هیچیک از آنها در نسبیت خاص درست نیستند.


انرژی کنتیک انرژی جنبشی

یک جسم در حال حرکت با جرم آن جسم و مجذور سرعتش متناسب میباشد.
انرژی کینتیک یک کمیت مطلق «scalar) می‌باشد.

شتاب
آهنگ تغییرات سرعت یک جسم نسبت به زمان را شتاب می‌گویند. از آن جا که سرعت کمیتی برداری است، لذا شتاب نیز کمیتی برداری می‌باشد، یعنی علاوه بر مقدار دارای جهت نیز می‌باشد. معمولا شتاب را با حرف a نشان می‌دهند.
غالبا سرعت حرکت یک جسم متحرک در حین حرکت می‌تواند تغییر کند، اما چون سرعت یک کمیت برداری است، لذا علاوه بر اندازه دارای جهت نیز خواهد بود. بنابراین تغییر سرعت می‌تواند به صورت تغییر در بزرگی ، جهت و یا هر دو باشد. در تمام این موارد تغییر موجب ایجاد شتاب می‌گردد. به عنوان مثال ، در حرکت دایره‌ای یکنواخت ، بزرگی سرعت ثابت است، اما جهت آن همواره تغییر می‌کند و این سبب ایجاد یک شتاب جانب مرکز می‌گردد.
حال چنانچه در همین مثال حرکت دایره‌ای بزرگی سرعت نیز علاوه بر جهت آن تغییر بکند، علاوه بر شتاب جانب مرکز یک شتاب مماسی نیز خواهیم داشت که این شتاب مماسی از تغییر بزرگی سرعت ناشی می‌شود.


انواع شتاب
از آنجا که در تعریف سرعت ، دو نوع سرعت لحظه‌ای و سرعت متوسط عنوان می‌شود، لذا در تعریف شتاب با دو نوع شتاب لحظه‌ای و شتاب متوسط مواجه خواهیم بود. شتاب متوسط در حین حرکت از نقطه A به نقطه B به صورت تغییر (تفاضل سرعت در نقطه A و B ) بر بازه زمانی که این حرکت طول کشیده است، تعریف می‌شود. اما شتاب لحظه‌ای به صورت مشتق زمانی بردار سرعت تعریف می‌شود. به بیان دیگر ، با توجه به تعریف مشتق می‌توان گفت که در تعریف شتاب لحظه‌ای بازه زمانی بین دو نقطه A و B ، همچنین تغییرات سرعت در فاصله بین دو نقطه A و B باید خیلی خیلی کوچک باشد، یعنی به سمت صفر میل کند.


یکای شتاب
یکا یا ابعاد هر کمیت فیزیکی را می‌توان به صورت ترکیبی از کمیت‌های اصلی مانند جرم ، طول و زمان بیان کرد. یکای سرعت عبارت است از نسبت یکای طول (L) بر یکای زمان (T). بنابراین چون شتاب نیز به صورت نسبت سرعت بر زمان است، یکای آن به صورت زیر خواهد بود:

L/T/T = L/T^2=یکای شتاب
اهمیت دانستن یکای کمیات مختلف در این است که به این طریق می‌توان درستی یا نادرستی یک معادله را بیان کرد. به بیان دیگر ، در یک معادله فیزیکی باید یکای تمام جملات یکسان باشند. منظور این است که نمی‌توانیم مثلا جمله‌ای را که یکای کل آن سرعت است، با جمله دیگری که یکای کل آن شتاب است، مساوی قرار دهیم. نمادهای ابعادی مربوط به کمیت‌های مختلف را می‌توان مانند کمیت‌های جبری در نظر گرفت و آنها را درست مانند عواملی که در معادلات هستند، ترکیب کرد یا حذف نمود.


حرکت با شتاب متغیر
گفتیم که شتاب مانند سرعت یک کمیت برداری است، بنابراین در حرکت با شتاب متغیر در حالت سه بعدی هر سه مولفه سرعت تغییر می‌کنند. لذا متناسب با آنها سه مولفه شتاب نیز حاصل می‌شود. مثلا مولفه x شتاب برابر با مشتق زمانی مولفه x سرعت است.

به عنوان مثالی از حرکت شتاب‌دار متغیر می‌توان به حرکت اتومبیل در خیابان اشاره کرد. سرعت اتومبیل بعد از روشن شدن آن افزایش می‌یابد تا به یک مقدار بیشینه برسد، حال اگر مانعی مانند یک اتومبیل دیگر در برابر اتومبیل قرار گیرد، راننده مجبور است که سرعت خود را کاهش دهد. بنابراین حالت اول را که سرعت پیوسته افزایش پیدا می‌کرد، می‌توان حرکت تند شونده نامید و در حالت دوم را که سرعت کاهش پیدا می‌کند، حرکت کند شونده می‌نامند.


حرکت با شتاب ثابت
در بررسی انواع حرکت ، گاه به مواردی برخورد می‌کنیم که آهنگ تغییرات سرعت ثابت است. به عنوان مثال ، در حرکت پرتابی شتاب اعمال شده ، شتاب جاذبه زمین است. این شتاب معمولا ثابت فرض می‌شود، لذا حرکت پرتابی نوعی از حرکت با شتاب ثابت است.


کمیت برداری
بردارها کمیتهایی هستند که هم بزرگی و هم جهت دارند.
فرض کنید که شخصی در خیابان از شما می‌پرسد، کتابخانه کجاست؟ و شما جواب بدهید، نیم کیلومتر از اینجا فاصله دارد و سپس به راه خود بروید. او نمی‌تواند کتابخانه را پیدا کند، زیرا نمی‌داند که در چه جهتی باید حرکت کند.

به همین ترتیب ، نیروی وارد از تسمه کایت و قلاده به دست شخص نیز هم از نظر بزرگی و هم از نظر جهتی باهم فرق دارند. بردار ، سازه‌ای ریاضی است که برای مشخص کردن کمیتهایی بکار می‌رود که برای آنها بزرگی و جهت در نظر می‌گیریم (جسمی 5 متر در شرق ، شمال ، بالا یا پایین مبدأ مختصات جابجا شود) ، نیرو (جسمی را با نیروی معین در جهت خاص حرکت می‌کشیم یا فشار می‌دهیم) و بردار سرعت (اتومبیلی با سرعت 30Km/h به شرق ، جنوب یا شمال غربی حرکت می‌کند) مثالهایی از کمیتهای برداری هستند

نمایش برداری بردار را با یک پیکان نمایش می‌دهیم، جهت این پیکان ، جهت بردار و طول آن بزرگی بردار را نشان می‌دهد. هر چند بردار فقط انتزاعی ریاضی است اما برای مشخص کردن رده وسیعی از کمیتهای فیزیکی مانند جابجایی ، نیرو ، بردار سرعت ، شتاب و اندازه حرکت بسیار مفید است.


کمیت نرده‌ای
کمیتهایی که با یک عدد و یک یکا بطور کامل مشخص می‌شوند و فقط دارای بزرگی‌اند کمیتهای نرده‌ای نامیده می‌شوند.

اسکالرها همان عددهای آشنای گویا و گنگ هستند که در زندگی روزمره بکار می‌آیند. هنگامی که 5 کیلوگرم سیب زمینی می‌خریم. هنگامی که چک 25.63 دلاری را در بانک نقد می‌کنیم یا وقتی که در باک اتومبیل خود 40 لیتر بنزین می‌ریزیم. در هر مورد ، عددی که در واحد مناسب (کیلوگرم ، دلار ، لیتر) ضرب شده است، کمیت مورد نظر را بدون ابهام مشخص می‌کند. در فیزیک بسیاری از کمیتها از جمله جرم ، حجم ، انرژی ، دما و زمان را می‌توان با یک عدد بطور کامل مشخص کرد که این کمیتها اسکالر نامیده می‌شود.


کمیت فیزیکی
هر چیز که قابل افزایش و کاهش باشد و نیز بتوان تساوی میان دو مقدار از آن را به دقت بیان کرد کمیت فیزیکی است. در واقع سنگ بنای علم فیزیک کمیت فیزیکی است. و ما برای بیان قوانین فیزیک از آنها استفاده می‌کنیم، مثل طول ، جرم ، نیرو و حجم ، یک کمیت فیزیکی مانند جرم را وقتی می‌توان تعریف کرد که برای اندازه‌ گیری آن واحدی مانند کیلوگرم در نظر گرفته شود.
تعداد کمیتهای فیزیکی آنقدر زیاد است که مرتب کردن آنها مساله مشکلی است و این کمیتها مستقل از هم نیستند. از میان تمام کمیتهای فیزیکی ممکن است چند کمیت را مشخص کنیم و آنها را کمیت اصلی بنامیم و بقیه کمیتها را از این کمیتهای اصلی بدست آوریم و برای هر یک استانداردی در نظر بگیریم، مثلا اگر طول را کمیت اصلی انتخاب کنیم، قد را به عنوان استاندارد آن در نظر می‌گیریم.


یکای (واحد) اندازه گیری
یکی از جنبه‌های مشترک بین همه اندازه گیری وجود یک یکای اندازه گیری است. مقدار کمیت مورد نظر چند برابر کمیتی است که از همان جنس که به عنوان مقیاس انتخاب شده ، این مقیاس را یکا (یا واحد) آن کمیت می‌نامند.

دانشمندان برای آنکه رقمهای حاصل از اندازه گیریهای مختلف یک کمیت باهم مقایسه پذیر باشند، در نشستهای بین المللی توافق کرده‌اند که برای هر کمیت یکای معینی تعریف کنند. یکای هر کمیت باید به گونه‌ای انتخاب شود که در شرایط فیزیکی تعیین شده تغییر نکند و در دسترس باشد، مجموعه یکاهای مورد توافق بین المللی را به اختصار یکای SI می‌نامند.


کمیت اصلی و فرعی
 کمیت اصلی: آن دسته از کمیتهایی را که یکاهای آنها بطور مستقل تعریف شده‌اند کمیت اصلی ، یکاهای آنها را یکاهای اصلی می‌نامند.
 کمیت فرعی: کمیتهای از قبیل مساحت ، حجم ، کمیتی است که به یک یا چند کمیت اصلی وابسته است.


کمیت اسکالر و برداری
 کمیت برداری: کمیت برداری کمیتی است که برای بیان آن علاوه بر انداره باید راستا ، جهت و نقطه اثر آن نیز در دست باشد، مانند: نیرو ، شتاب ، شدت میدان الکتریکی ، اندازه حرکت ، گشتاور نیرو ، تغییر مکان و ... .

    کمیت اسکالر: به کمیتی گفته می‌شود که با یک عدد و یک یکا بطور کامل مشخص می‌شود و از اینرو فقط دارای بزرگی هستند. کمیتهای اسکالر ، کمیتهای نرده‌ای نیز نامیده می‌شود. سایر کمیتهای نرده‌ای طول ، زمان ، چگالی ، انرژی ، دما ، پتانسیل و ... .


نحوه نمایش کمیت برداری و اسکالر
    کمیت برداری: کمیتهای برداری را با پاره خط جهتدار (پیکان) نمایش می‌دهند. پیکان را هم جهت با بردار و طول آنرا متناسب با بزرگی بردار در نظر می‌گیرند () مانند d ، بزرگی یک بردار را توسط یک خط قائم که در دو طرف نماد آن بردار می‌گذارند مانند ׀ d ׀ و یا با نماد بدون پیکان مشخص می‌کنند d.
    کمیت اسکالر: کمیت اسکالر عدد است و نیازی به نحوه نمایش ندارد.


جمع برداری
برای یافتن برآیند دو بردار و می‌توانیم از یک نقطه دو بردار به ترتیب برابر بردارهای و رسم کنیم، سپس متوازی الاضلاع را که این دو بردار ، دو ضلع مجاور آن را تشکیل می‌دهد کامل کنیم، بردار برآیند قطری از متوازی الاضلاع است که نقطه شروع دو بردار را به رأس روبرو وصل می‌کند. این قاعده متوازی الاضلاع برای جمع بردارها است.


تفریق بردای
برای بدست آوردن تفریق دو بردار نخست دو بردار و را از یک نقطه رسم می‌کنیم. برداری که ابتدای آن بر انتهای بردار و انتهای آن بر انتهای بردار منطبق باشد بردار حاصله است


ابعاد کمیت
منظور از ابعاد یک کمیت فرعی ، رابطه آن با کمیت اصلی تشکیل دهنده آن است. در واقع می‌توان گفت که منظور از ابعاد یک کمیت معرفی آن کمیت از نظر ماهیت طبیعی آن است. برای این منظور در مکانیک ابعاد سه کمیت اصلی طول ، جرم و زمان را به ترتیب با M ، L و T نشان می‌دهند.


گشتاور نیرو
عامل مؤثر در گشتن هر جسم به دور محوری را گشتاور نیرو می‌نامند.

آیا تابحال به این فکر کرده‌اید که چرا آچار بلند مهره محکم را آسانتر باز می‌کند؟

دو نفر با وزنهای متفاوت در دو سوی الاکلنگ چگونه باید بنشینند تا توازن برقرار شود؟

چرا احتمال واژگون شدن یک ماشین مسابقه از یک ماشین معمولی کمتر است؟

برای پاسخگویی به این سؤالها باید ببینیم نیروها چگونه می‌توانند باعث چرخش شوند. به عنوان مثال در نظر بگیرید می‌خواهید وارد اتاقی شوید، برای اینکار نیرویی عمودی بر در وارد می‌کنید، در حول لولا (محور) شروع به چرخش می‌کند و باز می‌شود هر چه بزرگتر باشد در راحت تر باز می‌شود. اگر بار دیگر همین نیرو را به نقاط دورتر در که به لولا نزدیکترند وارد کنید در براحتی باز نخواهند شد، به این ترتیب نتیجه می‌گیریم که هر چه فاصله نقطه اثر نیرو از محور چرخش دورتر باشد و نیز هر چه اندازه نیروی وارد بر در بیشتر باشد در راحت تر باز می‌شود.


خصوصیات گشتاور نیرو
 گشتاور نیرو کمیتی برداری است و مقدار بردار گشتاور نیرو برابر است با حاصلضرب نیرو در فاصله عمودی آن از محوری که جسم به دور آن می‌گردد.
گشتاور نیرو با حرف (با تلقط تاو) نمایش داده می‌شود.
فاصله عمودی نیرو از نقطه‌ای که جسم حول آن می‌گردد را بازوی گشتاور می‌نامند. نقطه چرخش را می‌توان روی تکیه گاه جسم یا روی محور چرخش جسم در نظر گرفت.

رابطه گشتاور نیرو (d بازوی گشتاور) (مقدار نیرو × بازوی گشتاور
    یکای گشتاور نیرو ، نیوتن متر  است.


روش دیگر محاسبه گشتاور نیرو
برای محاسبه گشتاور نیرو می‌توانیم نیروی را به دو مؤلفه عمود بر هم تجزیه کنیم، بطوری که یکی از مؤلفه‌ها از محور دوران یا گذشته و دیگری عمود بر این محور باشد. حال نیروی را به دو مؤلفه و روی این دو محور تجزیه می‌کنیم، گشتاور نیروی برابر برآِیند گشتاورهای دو نیروی  است. پس گشتاور هر یک از نیروهای و را محاسبه می‌کنیم، برآیند این دو گشتاور ، گشتاور کل را تشکیل می‌دهد. اما بازوی گشتاور نیروی برابر صفر است.


علامت گشتاور نیرو
اگر گشتاور نیرو ، جسم را در جهت مثلثاتی دوران دهد علامت آن مثبت و اگر در خلاف جهت مثلثاتی دوران دهد علامت آن را منفی در نظر می‌گیرند.


گشتاور صفر
نیروهایی که امتداد آنها از نقطه عبور می‌کند گشتاور نیرویی نسبت به این نقطه ندارند. بنابراین نیرویی که تکیه گاه بر میله وارد می‌کند دارای گشتاور صفر می‌باشد.


قانون گشتاورها
در یک جسم متعادل ، جمع گشتاورهای پاد ساعتگرد با جمع گشتاورهای ساعتگرد ، حول هر نقطه دلخواه برابر است.


تعادل
جسمی را در حال تعادل گویند که هر دو شرط زیر درباره آن درست باشد

  1.    برآیند نیروهای وارد بر آن صفر باشد.
  2.     جمع گشتاور نیروهای ساعتگرد حول هر نقطه ، برابر جمع گشتاور نیروهای پاد ساعتگردحول همان     نقطه باشد.


به کمک معادله‌های مربوط به روش فوق می‌توان اندازه نیرویی مجهول ، یا فاصله نقطه اثر آنها از نقطه چرخش را حساب کرد. برای انجام این کار
    جهتهایی را انتخاب کنید که معادله‌های نیروها را آسان می‌کنند. برای مثال برآیند نیروهای رو به بالا و برآیند نیروهای رو به پایین همیشه باهم برابرند.
    نقطه چرخش را انتخاب کنید که محاسبه گشتاورها را آن می‌سازد، اگر بیش از دو نیرو وجود دارد نقطه چرخش را جایی انتخاب کنید که یکی از نیروها در آنجا به جسم وارد می‌شود، در این صورت گشتاور نیرو حول آن نقطه چرخش صفر می‌شود، بنابراین محاسبه ساده‌تر خواهد شد.


جفت نیرو

  1. دو نیرو که اثر چرخش یکدیگر را خنثی می‌کنند جفت نیرو نام دارند و شرط زیر را دارند
  2.     اندازه آنها برابر و جهت آنها مخالف است.
  3.    بر روی یک خط راست عمل نمی‌کنند.
  4.     گشتاوری بر جسم وارد می‌کنند و بنابراین تمایل دارند که آنرا بچرخاند.
  5.     ‌برآیند آنها صفر است.
  6.     ‌اندازه گشتاور نیرو (جفت نیرو) برابر است با حاصلضرب اندازه یکی از نیروها ضربدر فاصله دو نیرو از هم.

نیرو کمیتی برداری است که می‌تواند سرعت اجسام را تغییر دهد و سبب حرکت آن شود. به عبارتی نیروی عامل حرکت به شمار می‌رود. اگر هیچ نیرویی بر جسم وارد نشود، یا اگر نیروهای وارد بر جسم اثر همدیگر را خنثی کنند، هیچ تغییری در سرعت مشاهده نمی‌شود و جسم در حال تعادل باقی می‌ماند


 گالیله می‌گفت

وقتی چیزی به حرکت در آمد، به حرکت خود ادامه می‌دهد مگر اینکه عامل دیگری بر آن اثر کند. هدف ما بررسی نحوه تغییر سرعت است و چیزی را که برای تغییر سرعت اتلاق کنیم نیرو نامیده می‌شود. در طبیعت نیرو به صور مختلف ظاهر می‌شود. پدیده‌هایی همچون ، حرکت جسمی روی سطح شیبدار ، حرکت نوسانی جرم ، فنر ، حرکت سقوط آزاد اجسام در اثر گرانش ، توقف اتومبیل در اثر نیروی اصطکاک ، سر خوردن اجسام بر روی سراشیبی در اثر نیروی گرانشی ، حرکت ذرات بارداری در میدان الکتریکی در اثر نیروی الکتریکی ، تمرکز نوکلئونهای هسته اتم و غیره جلوه‌هایی از نیرو در پدیده‌های فیزیکی می‌باشند.

نحوه پیدایش مفهوم نیرو
هنگامی که گالیله ، دانشمند ایتالیایی ، در قرن شانزدهم جواب قابل قبول سوال چه چیزی باعث حرکت اجسام می شود؟ را بررسی می‌کرد، عامل حرکت (نیرو) مفهوم پیدا کرد.
ارسطو ، فیلسوف یونانی ، قرنها پیش جواب سوال اخیر را چنین جواب داده بود که: مادامی که نیروهایی بر اجسام اثر می‌کنند، این اجسام به حرکت خود ادامه می‌دهند.
نیوتن با کشف عامل سقوط آزاد اجسام و نیروی گرانشی ناشی از جاذبه زمین به عامل حرکت سقوط آزاد مفهوم نیروی گرانشی داد.

کولن ، برهمکنش بارهای الکتریکی بر همدیگر را تحت عنوان نیروی الکتریکی بررسی نمود.
وقتی سنگی در هوا پرتاب می‌شود، بر طبق بیان ارسطو هوای جابجا شده توسط سنگ به پشت آن آمده و آنرا به جلو می‌راند. در مورد حرکت موشک در فضا نیز همان پدیده اتفاق می‌افتد.
گالیله اولین شخصی بود که با پی بردن به عامل حرکت (نیرو) مسیر حرکت گلوله توپ را در هوا محاسبه نمود.


آزمایش ساده
وقتی که پا را از روی پدال گاز اتومبیل برداریم، اتومبیل بطور ناگهانی متوقف نمی‌شود، بلکه تا مسافتی پیش می‌رود و به تدریج سرعت خود را از دست می‌دهد. اگر بخواهید اتومبیل متوقف شود باید کاری روی آن انجام دهید و به کمک ترمزها نیرویی به اتومبیل وارد کنید تا متوقف شود.

سفیه فضایی این موضوع را به وضوح نمایش می‌دهد، زیرا کاوشگر ویجر سالهاست که در فضای منظومه شمسی در حرکت است و به ترتیب سطوح مریخ ، مشتری ، زحل و نپتون را مطالعه می‌کند، هیچ چیزی این کاوشگر را هل نمی‌دهد. وقتی که بخواهیم ویجر سرعت بگیرد یا از سرعت بیافتد یا اینکه دور بزند، سیگنالهایی برای روشن شدن موشکهای کنترل بسوی آن می‌فرستیم. در این بررسی ، نیروی جانب مرکز نقش عمده را بازی می‌کند.


قوانین نیرو
وقتی بر جسمی هیچ نیرویی وارد نشود، می‌گوییم که آن جسم در حال تعادل است. در چنین شرایطی سرعت جسم تغییر نمی‌کند. اگر جسم در حال حرکت باشد، با سرعت ثابت و در مسیر مستقیم به حرکت خود ادامه می‌دهد. اگر در حال حرکت نباشد در همانجا که هست باقی می‌ماند.
اگر بر جسمی چندین نیرو اثر کند و نیروها همدیگر را خنثی نمایند بازهم جسم در حال تعادل است. در مسابقه طناب کشی، اگر نیروهایی که از دو طرف وارد می‌شود، برابر باشند، طناب در حال سکون باقی می‌ماند. چون دو تیم شرکت کننده در مسابقه در دو جهت مخالف طناب را می‌کشند، نیروها همدیگر را خنثی می‌کنند. در اینجا جهتی که نیرو اثر می‌کند مهم است و حاکی از آن است که نیرو یک کمیت برداری است.

طبق قانون دوم نیوتن اگر بر جسمی نیرویی وارد شود، جسم شتاب می‌گیرد که نسبت به نیرو بر شتاب این جسم همواره مقداری ثابت می‌باشد و این مقدار ثابت همان جرم جسم می‌باشد. یعنی m = f/a که در آن F نیرو ، a شتاب m جرم جسم ، می باشند.

قانون سوم نیوتن نیروی کنش و واکنش را بیان می‌کند که دو نیروی برابر بوده و در خلاف جهت هم هستند که دو جسم بر هم اثر می‌کند که از نوع نیروی داخلی می باشند و کاری را روی جسم صورت نمی‌دهند، در بیانی دیگر این نیروی داخلی تحت عنوان نیروی عمل و عکس العمل نیز بین اجسام مطرح است.
نیرو از طریق قضیه اندازه حرکت خطی به تغییرات اندازه حرکت خطی مربوط می‌شود به عبارتی دیگر

نیرو یعنی آهنگ تغییر اندازه حرکت خطی
F = dp/dt

نحوه اندازه گیری نیرو
ترازو وسیله‌ای برای اندازه گیری نیروی وزن است. نیروسنجهای مختلفی برای اندازه گیری نیرو ساخته شده‌اند که یک نوع آن نیروسنج وزنی است. کشش وارد بر قلاب آن بر حسب یکی نیرو در دستگاه SI ، یعنی نیوتن اندازه گیری می‌شود.

نیوتن واحد اندازه گیری نیرو در دستگاه SI است که با علامت اختصاری N نشان داده می‌شود و یک نیوتن برابر نیرویی است که بر وزنه یک کیلوگرمی که تحت شتاب یک متر بر مجذور ثانیه (1m/s2) وارد می‌شود.

  1. چهار نیروی بنیادی فیزیک
  2. نیروی الکترومغناطیسی
  3. نیروی گرانشی
  4. نیروی هسته‌ای ضعیف
  5. نیروی هسته‌ای قوی


حرکت سقوط آزاد اجسام
هنگامی که جسمی از ارتفاعی رها شود، شتاب می‌گیرد و سرعتش از مقدار صفر افزایش مییابد. جالب توجه است که در خلا ، تمامی اجسام از قبیل سنگ ، پر ، قطرات باران و ذرات گرد و غبار بطور یکنواخت شتاب می‌گیرند و باهم به زمین می‌رسند. این قاعده صرفا به دلیل مقاومت هوا در مقابل سقوط اجسام ، که اثر آن بر «پر» مؤثرتر از اثر آن بر سنگ است، در زندگی روزمره که در محیط خلأ صورت نمی‌گیرد، صادق نیست.


شتاب حرکت سقوط آزاد
شتاب سقوط آزاد اجسام در خلا به طبیعت جسم بستگی ندارد. بلکه فقط به محل جسم بستگی دارد. این شتاب ثابت است و مقدار آن با شتاب گرانشی که با علامت g نشان داده می‌شود، برابر است که آن هم تحت عنوان شتاب ثقلی مطرح است و مقدار آن بر روی زمین برابر 9.8m/s2 می‌باشد.


سقوط آزاد چیست
برای اینکه سنگی آزادانه سقوط کند، لازم نیست که شما آنرا در امتداد قائم رها کنید. می توانید سنگ را به طرف بالا ، پایین یا به اطراف پرتاب کنید.

به محض اینکه سنگ در هر جهتی اختیاری از دست شما رها شود، سقوط آزاد خواهد کرد. اگر سنگی را در امتداد قائم به طرف بالا با سرعت 25m/s پرتاب کنید ، چون شتاب به سمت پایین و در خلاف جهت سرعت است، سنگ بایستی در نقطه اوج حرکتش متوقف شده و برگردد.

چون در حالت پایین آمدن شتاب در جهت حرکت است، سنگ سرعت می‌گیرد. اگر جسم در حال سکون ، خیلی سبک و یا سطح آن تخت باشد و یا اینکه از فاصله خیلی دور سقوط کرده باشد، مقاومت هوا قابل توجه می‌شود و شتاب جاذبه زمین در چنین حالتی متغیر می‌باشد.


آزمایش ساده
فرض کنید شخصی در پشت بام خانه ایستاده و توپی را در راستای افق پرتاب می‌کند. توپ بدون هیچگونه سرعتی در راستای قائم ، از دست شخص رها می‌شود. اما ، نیروی گرانشی اجازه نمی‌دهد که این وضعیت ادامه یابد. توپ بعد از رها شدن از دست شخص رها می‌شود.

اما، نیروی گرانشی اجازه نمی‌دهد که این وضعیت ادامه یابد. توپ بعد از رها شدن از دست شخص با شتاب 9.8m/s2 به طرف پایین سرعت می‌گیرد و چون حرکت در امتداد قائم یک حرکت با شتاب یکنواخت است که از صفر شروع شده است، می‌توانیم از مجموعه معادلات استاندارد حرکت با شتاب ثابت استفاده کنیم.


معادلات حرکت سقوط آزاد
    معادله مکان حرکت سقوط آزاد جسم بر حسب زمان یک معادله سهمی شکل است که نقطه ماکزیمم (قله) سهمی در نقطه اوج جسم می‌باشد:
y = -gt2/2 + V0t
در این معادله Y مکان جسم ، t زمان ، g شتاب جاذبه زمین و V0 سرعت اولیه جسم می‌باشد.

    معادله سرعت حرکت سقوط آزاد بر حسب زمان یک معادله خطی است که تا نقطه اوج شیب خط منفی و حرکت کند شونده و از آن زمان به بعد حرکت شتابدار تند شونده با شیب مثبت می‌باشد
V = -gt + V0
در این معادله V سرعت حرکت جسم می‌باشد.
    معادله شتاب حرکت سقوط آزاد جسم مستقل از زمان بوده و در نزدیکی سطح زمین مقداری ثابت است و مقدار آن با دقت بالایی با شتاب گرانشی بر روی سطح زمین برابر است. a = g = 9.8 m/s2
    معادله نیرو در این حرکت همانند شتاب مستقل از زمان بوده و با نیروی وزن جسم برابر است
F = ma = mg =9.8 m/s2


    معادله مستقل از زمان حرکت سقوط آزاد
    در این معادله سرعت اولیه و نهایی ، ارتفاع سقوط و شتاب جاذبه در غیاب زمان به هم مربوط می‌شوند:
V2 - V02 = -2gy

مسایل کاربردی سقوط آزاد
از این نوع حرکت و معادلاتش در توجیه حرکت جسم افتان ، پرتاب موشک ، حرکت پرتابی ، حرکت گلوله توپ ، صعود و فرود هواپیما ، حرکت نوسانی سیستم جرم و فنر آویزان و غیره که هر کدام یا خودشان کاربردهای علمی پدیده‌اند و یا مکانیزم عملشان این حرکت را در خود دارد و جهت کنترل و داشتن سیستمی پایدار با بازده بالا از مفاهیم و معادلات این حرکت در آنها استفاده می‌شود.

در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر می‌توان گفت، بطور کلی مکانیک کلاسیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد، شامل دو قسمت سینماتیک و دینامیک است .

در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی می‌شود بنابراین در سینماتیک حرکت بحث بیشتر جنبه هندسی دارد.

اما در دینامیک علتهای حرکت مورد توجه قرار می‌گیرند. یعنی هر ذره یا جسم همواره در ارتباط با محیط اطراف خود و متأثر از آنها فرض می‌شود محیط اطراف حرکت را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به عنوان مثال فرض کنید، جسمی با جرم معین بر روی یک سطح افقی در حال لغزش است. در این مثال سطح افقی به عنوان یکی از محیطهای اطراف جسم با اعمال نیروی اصطکاک در مقابل حرکت جسم مقاومت می‌کند.


عوامل مؤثر بر حرکت
حرکت یک ذره معین را ماهیت و آرایش اجسام دیگری که محیط ذره را تشکیل می‌دهند، مشخص می‌کند. تأثیر محیط اطراف بر حرکت ذره با اعمال نیرو صورت می‌گیرد. بنابراین مهمترین عاملی که در حرکت ذره باید مورد توجه قرار گیرد، نیروهای وارد بر ذره و قوانین حاکم بر این نیروها می‌باشد.


قضیه کار و انرژی
در مکانیک برخلاف آنچه در بین عامه رایج است، واژۀ کار زمانی به کار می‌رود که بر روی جسمی نیرویی اعمال شده و آن را جابجا کند ، و یا موجب تغییر در حرکت آن شود. بنابراین در دینامیک حرکت کار مفهوم با ارزشی است.

اما کار به دو صورت می‌تواند بر روی جسم انجام شود. فرض کنید‌، جسمی با سرعت معین در حال حرکت است‌، اگر بر روی جسم کار انجام شود، این کار یا می‌تواند سرعت حرکت جسم را افزایش دهد و یا اینکه مانع حرکت شده و سرعت جسم را کاهش دهد.

در حالت اول که سرعت جسم افزایش پیدا می‌کند، اصطلاحا گفته می‌شود که کار انجام شده ، سبب ذخیره انرژی در جسم می‌شود.

اما در حالت دوم ما با صرف انرژی و انجام کار ، سرعت جسم را کاهش می‌دهیم. از اینرو انرژیی که وابسته به سرعت جسم بوده و انرژی جنبشی نام دارد، تعریف می‌شود و قضیه کار و انرژی جنبشی بیان می‌کند که کار انجام شده بر روی جسم متناسب با تغییر انرژی جنبشی آن است.


مکانیک لاگرانژی و حرکت جسم صلب
حرکت ذره یک حالت تقریباً ایده آل و آرمانی از حرکت واقعی اجسام در فضای سه بعدی است. یعنی در بعضی موارد ، تقریب حرکت جسم به عنوان یک ذره نمی تواند مفید واقع باشد. بنابراین در حالت کلی جسم به صورت یک جسم صلب در فضا در نظر گرفته می‌شود و با تعریف مختصات تعمیم یافته (که متناسب با نوع حرکت بعد آن معین می شود ) و نیروهای تعمیم یافته و با استفاده از معادلات لاگرانژ حرکت جسم مورد بررسی قرار می‌گیرد. معادلات لاگرانژ و یا به بیان بهتر فرمولبندی مکانیک لاگرانژ نسبت به مکانیک نیوتنی (بر اساس قوانین نیوتن) حالت کلی‌تر و کاملتری می‌باشد.

در مکانیک لاگرانژی ابتدا کمیتی به عنوان لاگرانژی (و یا هامیلتونین که برابر با تفاضل انرژی پتانسیل از انرژی جنبشی است) که به صورت مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل جسم تعریف می‌شود، محاسبه می‌گردد. و با قرار دادن آن در معادلات لاگرانژ ، معادله حرکت جسم حاصل می‌شود.

از زمانی که انسانهای اولیه شروع به استفاده از انرژی کرده‌اند تا حال ، انرژی به انرژیهای قدیمی و انرژیهای نو تقسیم بندی می‌شود.

انرژیهای قدیمی شامل: چوب ، زغال سنگ ، انرژی باد (برای کشتیهای بادی) ، نفت و ... می‌باشند.
انرژیهای نو شامل: انرژی خورشید ، باد (برای ماشینهای بادی امروزی) ، هیدروژن ، اتم ، انرژی هسته‌ای و ... هستند.
 این روزها همه صحبت از صرفه جویی در مصرف انرژی است و دانشمندان بیشترین تلاش خود را صرف پیدا کردن راههایی برای بدست آوردن انرژی بیشتر و ارزانتر می‌کنند و از باد ، خورشید ، جزر و مد دریاها و انرژی موجود در اتمها نیز مدد می‌جویند. اما جالب است بدانید که همین دانشمندان هم به سختی می‌توانند، تعریف دقیقی از انرژی ارائه کنند.
 در حقیقت اگر انرژی را به صورت "کار ذخیره شده" یا "توانایی انجام کار" تعریف کنیم، توانسته‌ایم تا حدود زیادی تعریفی از انرژی ارائه نمائیم. هر چند که این تعریف چندان جامع و کامل نیست. در حقیقت وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورتهای گوناگون امری محال است. لذا انرژی نه از بین می‌رود ونه به وجود می‌آید

در تعریف انرژی می‌توانیم بگوییم که:

انرژی توانایی انجام کار است. یعنی تمامی موجودات برای انجام کار باید غذا مصرف کنند تا این غذا بصورت انرژی در ماهیچه‌های آنها ذخیره شود که در موقع لازم بتوانند از آن استفاده کنند. با پیشرفت و انقلاب تکنولوژیک تمامی دستگاهها و ماشینها به نوعی از انرژیهای مختلف استفاده می‌کنند. مثلا ماشین بنزین مصرف نکند برای ما نمی‌تواند کار انجام دهد یا یخچال انرژی الکتریکی مصرف نکند، نمی‌تواند عمل سرمایشی انجام دهد.

در حقیقت انرژی همواره از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود و همین امر کارها را به سرانجام می‌رساند. برای نمونه انرژی موجود در دریاچه‌های پشت سدها ، انرژی ارتفاعی است. خودورهای در حال حرکت ، مثل بسیاری از اشیا متحرک دیگر ، دارای انرژی حرکتی هستند. در کمان تیراندازی انرژی کششی نهفته است و در ابرهای باران زا نیز می‌توانیم انرژی الکتریکی را بیابیم. اما این انرژی کار آمد و مهم را چگونه اندازه گیری می‌کنند


موقعیت جهانی انرژی
    سرنوشت انسانها بر این روال است که در مقابل خطر متحد می‌شوند. ولی بر عکس در مورد مراکز هسته‌ای عقاید بسیار متفاوت است. زیرا بعضی از ملتها از دیگری می‌ترسند. در چنین شرایطی ، قانون طبیعی اتحاد به علت استفاده نادرست توسط قانون دیگر طبیعت به نام عدم اعتماد جایگزین می‌شود.
    بخشی از مردم به انرژی توجه بیشتری دارند و تنها راه حل را در افزایش مصرف انرژی الکتریکی که از انرژی اتمی تولید می‌شود، می‌دانند و تصور می‌کنند که افزایش تکنیک ، سبب کاهش خطر به میزان قابل توجه برای همه خواهد بود. آنان در اتم ، در ادامه آنچه که در شیمی ، در هواپیمایی ، در پزشکی و در تحقیقات فضایی انجام یافته ، پیشرفت حتمی را می‌بینند.

بعضی دیگر از انرژی اتمی بیمناک هستند آنها بمب اتمی را بخاطر می‌آورند که به توسط مواد رادیواکتیو تشعشعات هسته‌ای نامرئی را بوجود می‌آورند، که برای محیط زیست بسیار زیان بار است.

طرفداران استفاده از انرژیهای غیر هسته‌ای ، اجتماع طبیعت و علم را جویا هستند تا روشهای دیگری را برای تولید انرژی و برای انرژی گیری بوجود می‌آورند.


اندازه گیری انرژی
بدون تردید اندازه گیری انرژی با توجه به اهمیت زیاد آن ، باید بسیار دقیق باشد، آن هم با ارزش روز افزون انرژی ، که دنیا را دگرگون ساخته است. برای اندازه گیری انرژی واحدهایی وجود دارند که معروفترین آنها "کیلو وات - ساعت" (KWh) است. میزان مصرف برق هر وسیله برقی خانگی را با همین واحد اندازه گیری می‌کنند.


منابع انرژی
ما برای تأمین انرژی مورد نیاز خود سه گروه انرژی را در اختیار داریم. گروه اول مواد سوختی سنگواره‌ای ، از قبیل زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی هستند که بازمانده گیاهان وجانورانی می‌باشند که میلیونها سال قبل می‌زیسته‌اند. جالب اینکه ، این منابع بسیار مهم انرژی ، که می‌توان از آنها دارو و بسیاری از مواد مصنوعی ارزشمند دیگر را تهیه کرد، در حجم وسیعی سوزانده می‌شوند.

گروه دوم منابع انرژی تجدید شدنی است. مانند خورشید ، باد ، جزر و مد ، نیروی آب و گرمای محیط ، که بدون دخالت انسان خود به خود تجدید می‌شوند و به محیط زیست نیز صدمه نمی‌زنند. متأسفانه استفاده چندانی از اینگونه انرژیها به عمل نمی‌آید. گروه سوم نیز "مواد سوختنی هسته‌ای" مانند "اورانیوم" و "پلوتونیوم" هستند که انرژی عظیم و شگفت آوری را برای ما به ارمغان می‌آورند و این انرژی از هسته اتم به عمل می‌آید. جالب است بدانید که از سوختن یک کیلوگرم زغال سنگ تقریبا هشت کیلو وات ساعت حرارت بدست می‌آید، در صورتی که از یک کیلوگرم اورانیم 23000000 کیلو وات ساعت حرارت حاصل می‌شود. البته این انرژی در صورت استفاده نادرست خطرات غیر قابل باوری را به همراه می‌آورد.

انرژی را به صورت دیگر نیز دسته بندی می‌کنند. برای نمونه آن را به دو دسته انرژی اولیه و ثانویه تقسیم بندی می‌کنند. "انرژی اولیه" انرژی بدست آمده از موادی است که بطور طبیعی وجود دارند، که از جمله می‌توان از نفت خام ، گاز و زغال سنگ نام برد. در حالی که "انرژی ثانویه" آن دسته از انرژیهایی هستند که از ناقلان انرژی اولیه بدست می‌آیند. مانند جریان الکتریکی ، بنزین و مواد سوختنی گرمازا. متأسفانه ، هنوز علم انسان آنقدر پیشرفت نکرده است که از قسمت اعظم انرژی استفاده کند، زیرا تنها قسمت بسیار کوچکی از آن بصورت مفید به مصرف می‌رسد که از این مقدار کم ، بیشترین سهم به مصرف در لوازم خانگی اختصاص دارد و صنایع در ردیف دوم قرار دارند و وسایل نقلیه عمومی در ردیف کم مصرف‌ترین وسایل قرار دارند

نیاز جهانی به انرژی اولیه در حال حاضر حدود 12 میلیارد تن SKE (واحد زغال سنگ) در سال است و مسلما این مقدار انرژی مورد نیاز ، پیوسته بیشتر و بیشتر هم خواهد شد و این در حالی است که اگر انسانها با صرفه جویی زیاد هم انرژی را مصرف کنند، تا یکصد سال دیگر موادی مثل نفت خام و گاز پایان می‌رسند و زغال سنگ نیز حداکثر تا دو قرن دیگر پاسخگوی بخشی از نیاز شدید انسان به انرژی خواهد بود. ذخایر اورانیوم قابل استخراج زمین نیز توانایی تولید 153 میلیارد تن SKE انرژی را دارند.

این مقدار در نگاه نخست ناچیز به نظر می‌رسد، ولی با توجه به دستیابی انسان به فن‌آوریهای جدید می‌تواند چندین قرن مسأله انرژی را حل کند، اما برای آینده دور ناچیز است! به هر حال احتمال یافتن انرژیهای نو در قرنهای آینده هم غیر ممکن نیست و می‌توان آن را بدست آورد، مشروط بر اینکه آلودگی ناشی از مصرف انرژی طبق روند کنونی پیش نرود و محیط زیست انسان و سایر جانداران را به مخاطره نیندازد.
در حقیقت ما به اندازه مواد موجود انرژی داریم

سنگ، ساعت و انسان همه یک وجه اشتراک دارند که همان جرم آنهاست که وزن مخصوص است. هر چیزی که جرم دارد ماده است. البته ناقلان انرژی بدون جرم نیز وجود دارند. برای نمونه امواج نوری جزو این دسته هستند. تا آغاز قرن کنونی چنین فرض می‌شد که جرم و انرژی دو چیز متفاوت هستند و هرگز به یکدیگر تبدیل نمی‌شوند. اما در اوایل قرن حاضر "آلبرت انیشتین" ثابت کرد که ماده فقط یکی از شکلهای متعدد قابل تصور انرژی است.

او با فرمول معروف خود E = mc2 که رابطه بین سرعت ، جرم و انرژی را بیان می‌کند، سخن از تبدیل ماده به انرژی را به میان آورد و دنیای علم را دگرگون ساخت و واکنشگرهای (رآکتورها) اتمی را برای بشر به ارمغان آورد.
هر چند که همچون همیشه ، بمبهای اتمی و در پی آنها بمبهای هیدروژنی نیز روانه بازار پر رونق سلاحهای جنگی مخوف شدند و در اولین قدم شهر هیروشیمای ژاپن را به تلی از خاک بدل کردند. به هر حال مطالعات و تحقیقات دانشمندان در مورد دستیابی به انواع ساده‌تر و ارزانتر انرژی در هر دو جهت مثبت و منفی کاربردهای فراوانی داشته است و در این میان شاید سهم ما بیشتر از هر چیزی درک آن حقیقت مهم و اساسی باشد که مصرف انرژی توسط فرد فرد ما می‌تواند مشخص کننده (کاهش یا افزایش) سرعت حرکت کشور در مسیر توسعه باشد.

كار چيست
كار يك كميت نرده اي است و به صورت حاصلضرب نيرو در جابجايي تعريف ميشودw = f.d cos α

        
يكاي كار چيست
يكاي كار نيوتن.متر(N.M)    

يا همان ژول است كه با نماد j  نشان داده ميشود
اگر بر يك جسم چند نيرو اعمال شود و چند كار انجام شود كار كل انجام شده بر جسم را چگونه محاسبه ميكنند


دو روش براي محاسبه كار برايند وجود دارد
روش اول:  ميتوان برايند تمامي نيروهاي وارد بر جسم را محاسبه كرد  و سپس كار نيروي برايند را بدست اورد  wt = ft.d.cosα     
روش دوم:   چون كار يك كميت نرده اي است كار برايند(كل ) را ميتوان از حاصلجمع جبري تمامي كارهاي انجام شده بر جسم محاسبه كرد
Wt = w1+w2+w3 + …


ايا همواره مقدار كار مثبت است؟خير

هر گاه نيروي اعمال شده در جهت جابجايي باشد يعني 90  0 <α< باشدانگاه كسينوس الفا مثبت بوده و كار مثبت بدست مي ايد


  در چه صورتي كار منفي محاسبه ميشود
اگر بين بردار جابجايي و نيرو زاويه ايجاد شده مابين 90 تا 180 درجه باشد انگاه كسينوس الفا منفي شده و كار نيز منفي بدست مي آيد


در چه حالتي كار صفر است
در سه حالت كار صفر ميشود
1. اگر نيرو و جابجايي بر هم عمود باشند  زاويه بين انها 90 درجه شده و مقدار كار بر اساس فرمول صفر خواهد شد
2. در صورتي كه جسم تحت تاثير نيرو جابجا نشود مقدار d=0    خواهد بود و طبق فرمول كار صفر ميشود
3.  در صورتي كه به جسم نيرويي وارد نشود( يا جسم با سرعت ثابت حركت كند) f=0     خواهد بود و كار طبق فرمول صفر خواهد شد.

چه زماني مقدار كار بيشينه(بيشترين مقدارممكنه) خواهد شد
اگر بردارهاي نيرو و جابجايي همجهت باشند يعني زاويه ميان انها صفر شود مقدار كار بيشينه مثبت خواهد شد       w=fdcos 0 = + fd
اگر بردارهاي جابجايي و نيرو دقيقا مخالف جهت يكديگر باشند زاويه ميان انها 180  درجه شده و مقدار كار بيشينه منفي  خواهد شد  w=fdcos180 = -fd
در چه حالتي مقدار كار كمينه(كمترين مقدار ممكنه) خواهد شد؟
اگر دو بردار نيرو و جابجايي بر هم عمود باشند زاويه ميان انها 90 درجه خواهد شد و چون كسينوس 90 درجه  صفر است در نتيجه مقدار كار نيز  صفر ميشود
W=fdcos90 = 0


قضيه كار و انرژي را تعريف كنيد
قضيه كار و انرژي رابطه بين كار و تغييرات انرژي جنبشي را بيان ميكند بر طبق اين قضيه كار برايند نيروي وارد بر يك جسم در يك جابجايي برابر است با تغيير انرژي جنبشي جسم در آن جابجايي   

يعني:       Δk = w              k2 – k1 = f.d.cosα
بر اساس قضيه كار و انرژي در چه حالتي انرژي جنبشي جسم تغيير نميكند؟
اگر كار برايند نيروها صفر باشد انگاه تغييرات انرژي جنبشي نيز صفر خواهد بود و بدين معناست كه انرژي جنبشي جسم تغيير نكرده است
k2  =  k1               Δk = w =0                  k2 – k1 = 0
كار نيروي وزن را در بالا بردن جسمي به جرم m  تا ارتفاع h  محاسبه كنيد ؟
W= f.d.cosα                    wmg  = mg . h. cos 180    =    -mgh    
چون f=mg  و  d=h    و  α=180    زيرا  وزن به سمت پايين است ولي جهت حركت يا همان جابجايي جسم به سمت بالا ميباشد.
كار نيروي وزن را در سقوط جسمي به جرم m  از ارتفاع h بدست اوريد؟
چون f=mg  و  d=h    و  α=0    زيرا  وزن به سمت پايين است و جهت حركت يا همان جابجايي جسم نيز به سمت پايين ميباشد.:
W=f.d.cosα          wmg = mg.h.cos 0  = + mgh
انرژي پتانسيل گرانشي را بر اساس مفهوم كار تعريف كنيد؟
انرژي پتانسيل گرانشي يك جسم در يك نقطه نسبت به زمين برابر است با كاري كه انجام ميدهيم تا جسم را با سرعت ثابت از سطح زمين تا نقطه ياد شده منتقل كنيم


انرژي پتانسيل كشساني فنر را بر اساس مفهوم كار تعريف كنيد؟
كاري كه با سرعت ثابت براي كشيدن يا فشرده كردن فنر انجام ميدهيم به صورت انرژي پتانسيل كشساني در فنر ذخيره ميشود.


آيا نيروي كشساني فنر در تمامي حالات يكسان است؟خير  

نيروي كشساني فنر متغير است و به مقدار فشردگي يا كشيدگي فنر وابسته است هر چه فنر بيشتر كشيده يا فشرده شود (تغييرات طول فنر بيشتر باشد) نيروي فنر نيز بيشتر خواهد شد
در حالتي كه فنر در وضعيت عادي(تعادل) قرار دارد نيروي فنر صفر ميباشد


 نيروي كشساني فنر چيست؟
نيروي كشساني فنر يا همان نيروي بازگرداننده فنر  باعث ميشود كه فنر كشيده شده يا فشرده شده به وضعيت  تعادل خود بازگردد. جهت اين نيرو همواره به سمت نقطه تعادل فنر است( نقطه تعادل فنر نقطه اي است كه فنر در ان  كشيده يا فشرده نشده باشد).
نشان دهيد كه هر چه فنر بيشتر كشيده يا فشرده شود انرژي پتانسيل آن نيز نسبت به وضعيت ازاد(تعادلي) فنر بيشتر است؟

هر چه گشيدگي يا فشردگي فنر بيشتر باشد يعني جابجاييd انجام شده بيشتر ميشودو همچنين نيروي بازگرداننده فنر نيز بيشتر ميشود f=k .Δx    و در نتيجه كار انجام شده نيز افزايش ميابد و چون طبق تعريف اين كار همان انرژي پتانسيل ذخيره شده در فنر است پس انرژي پتانسيل فنر نيز بيشتر ميشود.

آيا دوبار همنام كه در فاصله مشخصي از هم نگهداشته شده اند داراي انرژي پتانسيل هستند؟  چرا؟
بله زيرا اگر رها شوند از هم دور خواهند شد پس كاري كه با سرعت ثابت براي نزديك كردن دو بار و يا دور كردن انها انجام ميشود به صورت انرژي پتانسيل الكتريكي در دو بار ذخيره خواهد شد

نشان دهيد  هر اندازه دو بار همنام به يكديگر نزديكتر باشند انرژي پتانسيل الكتريكي انها بيشتر است؟
گفتيم كه كار انجام شده براي نزديك كردن دو بار همنام به صورت انرژي پتانسيل الكتريكي در انها ذخيره ميشود حال هر چه بار ها را بيشتر به هم نزديك كنيم نيروي دافعه ميان انها بيشتر شده و ميزان جابجايي انجام شده نيز بيشتر ميشود يعني كار  بيشتر و انرژي پتانسيل الكتريكي نيز به همان نسبت بيشتر خواهد شد.


قضيه كار و انرژي را اثبات كنيد؟
W= f.d.cos0 =m.a.d =m((v2-v12)/2d ).d       
w= ( mv22 /2 )    -   (mv12/2  )  = k2 – k1                         w=Δk
نشان دهيد هر چه دو بار ناهمنام نسبت به هم دورتر باشندانرژي پتانسيل الكتريكي انها بيشتر است؟
انرژي پتانسيل الكتريكي همان كار انجام شده براي دور كردن دو بار ناهمنام است پس:   پس اگر اين دو بار را از هم دور كنيم در حقيقت جابجايي را افزايش داده ايم و كار افزايش ميابد و به همان نسبت انرژي پتانسيل الكتريكي زياد ميشود.


انرژي مكانيكي چيست؟
مجموع انرژي جنبشي و انرژي پتانسيل (از هر نوعي) رادر يك زمان مشخص  و براي يك جسم اانرژي مكانيكي ميناميم و انرا با نماد E نشان ميدهيم
E=K+U
نكته:  انرژي پتانسيل ميتواند از نوع پتانسيل الكتريكي  يا   پتانسيل گرانشي و يا پتانسيل كشساني  و غيره  و يا تركيبي از چند نوع باشد بسته به شرايطي كه جسم در ان قرار دارد.


پايستگي انرژي مكانيكي را تعريف كنيد؟
در صورت نداشتن نيروهاي هدر برنده(مانند اصطكاك، مقاومت هوا و غيره)  همواره انرژي مكانيكي جسم مقداري ثابت است يعني:
E1 = E2
K1+U1 = K2 +U2


در چه صورتي انرژي مكانيكي پايسته  نيست؟
در صورتي كه نيروهاي هدر برتده (مانند اصطكاك و مقاومت هوا و ...) داشته باشيم مقداري از  انرژي مكانيكي هدر ميرود و انرژي مكانيكي ديگر پايسته نيست در اين حالت بايد فرمول پايستگي را به صورت زير بنويسيم

در صورت وجود نيروهاي هدر برنده انرژي  
E1 ≠ E2
 (مقدار ا نرژي هدر رفته )+  E1 =  E2  
 با استفاده از پايستگي انرژي مكانيكي ثابت كنيد كه تغييرات انرژي جنبشي بر خلاف تغييرات انرژي پتانسيل همان جسم ميباشد.؟(در صورت نبود هدر برنده ها)
با افزايش انرژي جنبشي  انرژي پتانسيل كاهش ميابد و بالعكس
E1 = E2
K1+U1 = K2 +U2                         U1 –U2 = K2 – K1                -ΔU = ΔK  
 با رسم نمودار انرژي- ارتفاع  ،   تغييرات انرژي جنبشي و انرژي پتانسيل  و انرژي مكانيكي را  براي جسمي كه سقوط آزاد ميكند را نشان دهيد
تغييرات انرژي جنبشي K=MV2 /2                                                                                                                                                                                                                                               
تغييرات انرژي پتانسيل  U = Mgh                                                                                                                 
تغييرات انرژی مكانيكي                                                                                                                                                                                                           E                                                                                                                                                                                        
 توان چيست؟
كميتي نرده اي كه از حاصل تقسيم كار بر زمان انجام ان بدست مي ايد.      P = W/ t  
 

يكاي توان چيست؟
يكاي توان در سيستم si ( استاندارد جهاني) ژول بر ثانيه است كه به ان وات هم ميگويند و انرا با نماد w نشان ميدهند


رابطه ميان كار و توان چيست؟
هر اندازه كه كار مشخصي در زمان كمتر انجام شود  مقدار توان افزايش ميابد  
هر اندازه كه در يك زمان مشخص كار بيشتري انجام بگيرد  مقدار توان افزايش ميابد
نكته:  ساده تر بگويم  با افزايش كار w   مقدار توان نيز زياد ميشود  و با افزايش  زمان انجام كار  t    مقدار توان كاهش ميابد بر اساس فرمول    P=W/t  

منظور از انرژي ورودي يا مصرفي چيست؟
انرژي كه به دستگاه داده ميشود تا دستگاه كار كند انرژي ورودي يا مصرفي مينامند
مثل مقدار انرژي الكتريكي لازم براي روشن كردن جارو برقي   يا انرژي شيميايي لازم جهت روشن كردن اتومبيل و ....

منظور از كار خروجي چيست؟
مقدار كاري كه وسيله  با در يافت انرژي ورودي ميتواند انجام دهد را كار خروجي يا انرژي خروجي مينامند
ايا انرژي ورودي با كار خروجي(انرژي خروجي) برابر است؟
خير هرگز برابر نميشوند  زيرا عواملي مانند اصطكاك و گرم شدن دستگاه باعث  هدر رفتن مقداري از انرژي ورودي ميشوند  در نتيجه ميزان انرژي خروجي يا كار خروجي همواره كمتر از انرژي ورودي خواهد بود

طبق قانون پايستگي انرژي براي هر دستگاه  ميتوان نوشت        
 انرژي خروجي  برابر است با انرژي ورودي منهاي مقدار انرژي هدر رفته
نكته: هيچ دستگاهي تاكنون ساخته نشده است كه مقدار انرژي خروجي ان با انرژي ورودي ان برابر باشد.  زيرا هنوز بشر نتوانسته است  از هدر رفتن  انرژي جلوگيري كند.

بازده چيست؟
نسبت كار خروجي به انرژي ورودي را ضرب در عدد 100  كميتي به نام بازده مينامند. اين كميت تعيين ميكند كه چه درصدي از انرژي ورودي به كار خروجي تبديل شده است


100 × کار خروجي/  انرژي ورودي = بازده  
 نكته: با توجه به اينكه كار خروجي همواره كمتر از انرژي ورودي است در نتيجه مقدار بازده همواره كمتر از 100 درصد خواهد بود.
شخصي يكبار آهسته و بار ديگر به سرعت از پله هاي يك ساختمان بالا ميرود در كدام حالت توان بيشتر است؟
اگر سريعتر از ساختمان بالا برود يعني مدت زمان را كاهش داده است و با توجه به فرمول p=w/t   خواهيم داشت:
هرقدر t كمتر شود مقدار توان p  بيشتر ميشود
نكته: هر چه كاري را سريعتر انجام دهيم توان انجام ان نيز بيشتر  خواهد شد.
 ازمايشي را طراحي كنيد كه در ان بتوان ذخيره شدن انرژي پتانسيل الكتريكي را ازمود؟
 دو بادكنك را باردار(همنام) كرده و در فاصله مشخصي از هم ثابت ميكنيم با رها كردن دو بادكنك مشاهده ميكنيم كه بادكنكها از هم دور ميشوند نتيجه ميگيريم كه انرژي درون انها ذخيره شده كه باعث ميشود بادكنكها از هم دور شوند به اين انرژي پتانسيل الكتريكي ميگوييم.

 لطفا درخواست ها، نظرها و انتقاد خود را برای پیشرفت هرچه سریعتر  ما ارسال فرمایید.

بازدید 8209 بار آخرین ویرایش در شنبه, 26 مهر 1393 ساعت 01:22
محتوای بیشتر در این بخش: جزوه فیزیک 2 »

دیدگاه‌ها   

0 #3 WHSajjad 1393-08-11 00:45
سلام اگر حل تمرین فارسیش می ذاشتید خوب بود.
نقل قول کردن
0 #2 پویا پورمحمد 1393-07-25 23:13
به نقل از محمد:
رمز فایلهای فرده چیست؟

با سلام و درود
رمز فایل ها
www.pupuol.com
سپاس
نقل قول کردن
0 #1 محمد 1393-07-25 14:34
رمز فایلهای فرده چیست؟
نقل قول کردن

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

خبرنامه

آدرس ایمیل خود را در کادر زیر وارد نمایید تا از آخرین اخبار مطلع شوید.

تماس با ما

اطلاعات تماس گروه روبوک

  • شماره پیامکی: 50002853627180
  • شماره تماس : 09387137519 (9 صبح الی 4 بعدازظهر)
  • آدرس ایمیل : این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

با ما در تماس باشید

ما را در صفحات اجتماعی دنبال نمایید...